CC BY
77
УДК 625.46
Классификация конструкций трамвайных путей
Е. П. Дудкин , К. А. Гмыря , Л. А. Андреева2, Н. В. Романовская 3
1 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9
2 Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленного транспорта ЗАО «ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ», Российская Федерация, 1 19331, Москва, пр. Вернадского, 29
3 ООО «Ремэк», Российская Федерация, 198095, Санкт-Петербург, ул. Шпакина, 13, литер А
Для цитирования: Дудкин Е. П., Гмыря К. А., Андреева Л. А., Романовская Н. В. Классификация конструкций трамвайных путей // Бюллетень результатов научных исследований. -2019. - Вып. 2. - С. 81-87. 001: 10.20295/2223-9987-2019-2-81-87
Аннотация
Цель: Большое разнообразие конструкций трамвайных путей, предназначенных для использования при различных условиях эксплуатации, значительно усложняет их проектирование. Поэтому необходимо минимизировать количество типовых конструкций трамвайных путей и автоматизировать выбор конструкции. Методы: Достижение поставленных целей выполнялось на основе анализа существующих и перспективных конструкций, теоретических и экспериментальных исследований по определению прочностных характеристик и экономических показателей различных конструкций, обоснованию области их применения. Результаты: Разработана классификация конструкций трамвайных путей для совмещенного, обособленного и выделенного полотен. Показано, что типовых конструкций всего семь. Однако за счет варьирования различными элементами конструкции и их прочностными характеристиками обеспечивается необходимое многообразие конструкций трамвайных путей для различных условий эксплуатации. Практическая значимость: Предложенная классификация позволяет минимизировать количество типовых конструкций и полностью автоматизировать выбор конструкции в зависимости от назначения, сроков службы и условий эксплуатации. Имея полную базу основных элементов конструкции пути, требования к ним и условия их использования, можно получить необходимый набор конструкций, отвечающих этим требованиям.
Ключевые слова: Трамвайный путь, элемент трамвайной конструкции, классификация, автоматизация, типовые конструкции.
Конструкции трамвайных путей отличаются большим разнообразием, что создает определенные трудности при их проектировании. Классификация и систематизация конструкций трамвайных путей позволят разработать альбом их типовых конструкций, значительно упростить и автоматизировать проектные работы.
В соответствии с СП 98.13330.2012 «Трамвайные и троллейбусные линии» [1], актуализированной редакции СНиП 2.05.09-90 [2], в зависимости
от местных условий трамвайные пути следует предусматривать на обособленном, самостоятельном и совмещенном полотнах. В этом случае можно дать им следующие определения:
обособленный путь - трамвайный путь, расположенный на одном земляном полотне с автодорогой и отделенный от проезжих частей улиц, тротуаров и велосипедных дорожек устройством ограждений, препятствующих доступу пешеходов и нерельсового транспорта (рисунок, А);
совмещенный путь - трамвайный путь, расположенный на одном уровне с проезжей частью улицы (автодороги) в границах одного земляного полотна, по которому возможно движение нерельсового транспорта в случаях, предусмотренных правилами дорожного движения (рисунок, Б);
выделенный путь - трамвайный путь на самостоятельном полотне (рисунок, В).
Обособленный и выделенный пути предназначены для движения трамваев, однако в ряде случаев могут использоваться и для нерельсового транспорта, тогда они должны иметь твердое покрытие, по которому возможно осуществить движение нерельсового транспорта. Если же проектом предусматривается регулярное движение общественного транспорта по таким путям, то их конструкция должна соответствовать конструкции совмещенного пути.
Проведенные исследования показали [3-10], что обязательным условием для всех конструкций трамвайных путей в черте города является наличие изолирующих профилей (подошвенных и боковых) для погашения шума и вибрации. Такая конструкция обеспечивает не только снижение шума и вибрации до допустимых значений, но и уменьшает динамику взаимодействия подвижного состава и пути, приводя к большим комфортности пассажиров и срокам службы пары колесо-рельс. Недопустимо использование шпальных конструкций для совмещенного пути. Обособленный и выделенный пути в пределах городской застройки должны иметь покрытие для возможности механизации уборки, проезда специального транспорта и исходя из эстетических требований [11]. Кроме того, если учесть, что материал подрельсового основания (бетон, железобетон, фибробетон) и количество арматурных сеток определяют лишь прочностные характеристики конструкции и не влияют на само конструктивное решение, можно значительно сократить число типовых конструкций. С учетом вышеизложенного для совмещенного полотна могут быть рекомендованы лишь две конструкции пути - на монолитном и плитном основаниях.
Конструктивные решения для обособленного и выделенного путей имеют много общего. Основные отличия - обособленный путь расположен на одном земляном полотне с улицей и всегда находится в черте города, а выделенный путь может размещаться вне городской застройки, и тогда он может быть без изоляции и покрытия. Следовательно, наибольшее количество
конструкций будет для выделенного пути - на деревянных и железобетонных шпалах, монолитном и плитном основаниях, с покрытием и без него, с вкладышами и без них. Обособленный путь имеет аналогичные конструктивные решения, но обязательно с вкладышами и покрытием. Особо следует отметить обособленный путь, по которому допускается движение нерельсового пассажирского транспорта, его конструкция должна соответствовать конструкции совмещенного пути.
Исходя из этого, выполнялась разработка классификации трамвайных путей, которая имеет две основные цели: первая - свести к минимуму количество типовых конструкций; вторая - создать возможность автоматизации выбора и обоснования конструкции пути в зависимости от его назначения и условий эксплуатации. Было предложено присваивать номера основным группам элементов трамвайных конструкций. Таких групп, которые определяют тип конструкции, - четыре.
Первая группа - рельсы, обозначается цифрой 1, тогда типу рельса присвоим номера следующим образом: Т62 - 1.1, Р65 - 1.2, Р50 - 1.3, Ri60 - 1.4, Ri62 - 1.5, бесшеечные - 1.6. Тип рельса зависит от плана трассы, пассажи-ронапряженности участков, планируемых сроков службы, типа подвижного состава и т. п.
Вторая группа - подрельсовое основание - цифрой 2, например шпаль-ное - 2.1, деревянные шпалы - 2.1.1, деревянные шпалы типовые - 2.1.1.Т, деревянные шпалы усиленные - 2.1.1.У и т. д. Подрельсовое основание определяется технико-экономическими расчетами.
Третья группа - изоляция (вкладыши) - цифрой 3: без изоляции - 3.1, частичная изоляция - 3.2, полнопрофильная - 3.3 и т. д. Наличие вкладышей и их характеристика определяются в первую очередь расположением трамвайных путей - городская черта, центр города, окраина, выносные линии и т. п.
Четвертая группа - покрытие пути - цифрой 4: без покрытия - 4.1, покрытие из асфальтобетона - 4.2, железобетонные плиты - 4.3 и т. п. Наличие покрытия и его характеристики обусловливаются назначением пути и требованиями администрации городов и эксплуатирующих организаций.
В этом случае любая конструкция трамвайного пути может быть представлена в виде сочетаний их элементов. Например, конструкция пути: рельсы Р65, деревянные шпалы, полнопрофильная изоляция и покрытия из литого асфальтобетона будет иметь обозначение - (1.2; 2.1.1.Т; 3.3; 4.2).
Подобная классификация позволяет полностью автоматизировать выбор конструкции путей в зависимости от назначения, сроков службы и условий эксплуатации. Имея полную базу основных элементов конструкции пути (оцифрованную), зная условия их использования и требования к конструкции, можно по разработанному алгоритму, учитывая условия эксплуатации, получить набор конструкций, отвечающих этим требованиям. Кроме того,
классификация позволяет свести все многообразие конструктивных решений трамвайных путей в три блока: обособленный, совмещенный и выделенный путь. Исходя из этого и следует составлять альбом типовых конструкций трамвайных путей.
Библиографический список
1. СП 98.13330.2012. Трамвайные и троллейбусные линии. - Введ. 01.01.2013 г. -М. : Минстрой России, 2013. - 75 с.
2. СНИП 2.05.09-90. Трамвайные и троллейбусные линии. - М. : Минстрой России, 1991. - 41 с.
3. Дудкин Е. П. Городской рельсовый транспорт : инновационные конструкции трамвайного пути на выделенной полосе / Е. П. Дудкин, Н. Н. Султанов, Ю. Г. Параске-вопуло, О. Г. Параскевопуло // Транспорт Российской Федерации. - 2013. - № 4 (47). -С. 51-54.
4. Дудкин Е. П. Повышение эффективности и конкурентоспособности трамвая на рынке пассажирских перевозок / Е. П. Дудкин, В. А. Черняева, С. А. Дороничева, К. А. Смирнов // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. - СПб. : ПГУПС, 2017. - Т. 14, вып. 2. - С. 230-238.
5. Дудкин Е. П. Основные аспекты проектирования системы рельсового транспорта в городах / Е. П. Дудкин, В. А. Черняева, С. А. Дороничева // Современные проблемы транспортного комплекса России. - 2016. - Т. 6, № 1. - С. 38-44.
6. Коссой Ю. М. Рельсовый путь на городской улице : учеб. пособие / Ю. М. Кос-сой. - Н. Новгород : Изд-во НГУ, 1992. - 99 с.
7. Проблемы промышленного и городского транспорта : сб. науч. трудов ; под ред. Е. П. Дудкина. - СПб. : ПГУПС, 2005. - 71 с.
8. Дудкин Е. П. Современные скоростные системы рельсового городского транспорта / Е. П. Дудкин, О. Г. Параскевопуло, Ю. Г. Параскевопуло. - СПб. : ПГУПС, 2008. -158 с.
9. Левадная Н. В. Рациональные меры и средства для снижения городского шума / Н. В. Левадная, В. А. Черняева // Транспорт Российской Федерации. - 2013. - № 4 (53). -С. 76-78.
10. Лосин Л. А. Определение приоритетного развития общественного пассажирского транспорта в городах / Л. А. Лосин, Н. В. Левадная, В. А. Черняева // Транспорт Российской Федерации. - 2013. - № 4 (37). - С. 43-48.
11. СП 84.13330.2016. Трамвайные пути. - Введ. 17.06.2017 г. - М. : Минстрой России, 2017. - 30 с.
Дата поступления: 04.03.2019 Решение о публикации: 17.04.2019
Контактная информация:
ДУДКИН Евгений Павлович - доктор техн. наук, профессор, kpgt@pgups.edu ГМЫРЯ Кирилл Андреевич - аспирант, gmiryk_kirill@mail.ru
АНДРЕЕВА Людмила Александровна - доктор техн. наук, andreeva4you@yandex.ru РОМАНОВСКАЯ Наталия Вячеславовна - главный инженер проекта, nataliya.romanov-skaya@list.ru
Classification of street railway structures
Е. P. Dudkin 1, К. А. Gmyrya 1, L. А. Andreeva 2, N. V. Romanovskaya3
1 Emperor Alexander I Petersburg State Transport University, 9, Moskovsky pr., Saint Petersburg, 190031, Russian Federation
2 Survey and Research Institute for industrial transport ZAO "PROMTRANSNIIPROEKT", 29, Vernadsky pr., Moscow, 1 19331, Russian Federation
3 ООО "Remek", liter A, 13, Shpakin ul., Saint Petersburg, 198095, Russian Federation
For citation: Dudkin E. P., Gmyrya K. A., Andreeva L. A., Romanovskaya N. V. Classification of street railway structures. Bulletin of scientific research results, 2019, iss. 2, pp. 81-87. (In Russian) DOI: 10.20295/2223-9987-2019-2-81-87
Summary
Objective: A wide variety of street railway structures, designed for different service conditions, significantly complicates the design of the former. Therefore it is necessary to minimize the number of standard street railway structures and automatize the choice of structures. Methods: In order to achieve the objectives in question the analysis of the current and advanced structures was carried out; theoretical and experimental research was conducted in order to determine strength properties and economic parameters of different structures, as well as to justify the sphere of their application. Results: A classification of street railway structures for combined, isolated and priority track was elaborated. It was demonstrated that there are seven standard structures in total. However, the required diversity of street railway structures for different service conditions is achieved through varying different elements of the structures and their strength properties. Practical importance: The developed classification makes it possible to minimize the number of standard structures and to fully automatize the choice of structures, depending on the application, life cycle and operating conditions. It is possible to obtain the necessary set of structures which will satisfy the requirements with a complete base of major elements of the track structure, as well as the requirements and service conditions.
Keywords: Street railway, an element of the tram track construction, classification, automation, standard structures.
References
1. SP 98.13330.2012. Tramvainiye i trolleybusniye linii [Set of rules 98.13330.2012. Tram and trolley lines]. Intr. 01.01.2013. Moscow, Minstroy Rossii [The Ministry of Housing and Building of the Russian Federation] Publ., 2013. 75 p. (In Russian)
2. SNIP 2.05.09-90. Tramvainiye i trolleybusniye linii [Building Codes and Regulations 2.05.09-90. Tram and trolley lines]. Moscow, Minstroy Rossii [The Ministry of Housing and Building of the Russian Federation] Publ., 1991, 41 p. (In Russian)
3. Dudkin E. P., Sultanov N. N., Paraskevopulo Yu. G. & Paraskevopulo O. G. Gorodskoy relsoviy transport: innovatsionniye konstruktsii tramvainogo puty na vydelennoy polose [Urban rail transport: innovative structures of the priority tram track]. Transport Rossiyskoy Federatsii [Transport of the Russian Federation], 2013, no. 4 (47), pp. 51-54. (In Russian)
4. Dudkin E. P., Chernyaeva V. A., Doronicheva S.A. & Smirnov K.A. Povysheniye ef-fektivnosty i konkurentnosposobnosty tramvaya na rynke passazhirskykh perevozok [The improvement of the tram efficiency and competitiveness at passenger market]. Izvestiya Peter-burgskogo gos. universiteta putey soobshcheniya [Proceedings of Petersburg State Transport University]. Saint Petersburg, PGUPS [Petersburg State Transport University] Publ., 2017, vol. 14, iss. 2, pp. 230-238. (In Russian)
5. Dudkin E. P., Chernyaeva V. A. & Doronicheva S. A. Osnovniye aspekty proektiro-vaniya systemy relsovogo transporta v gorodakh [The design of the rail transport system in cities: core aspects]. Sovremenniyeproblemy transportnogo kompleksa Rossii [The Russian Federation transport system. Modern issues], 2016, vol. 6, no. 1, pp. 38-44. (In Russian)
6. Kossoy Yu. M. Relsoviy put na gorodskoy ulitse [The track at an urban street]. Teaching aid. Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod State University Publ., 1992, 99 p. (In Russian)
7. Dudkin E. P. Problemy promyshlennogo i gorodskogo transporta. Sb. nauch. trudov [The problems of industrial and urban transport. Coll. of scientific papers]. Saint Petersburg, PGUPS [Petersburg State Transport University] Publ., 2005, 71 p. (In Russian)
8. Dudkin E. P., Paraskevopulo O. G. & Paraskevopulo Yu. G. Sovremenniye skorostniye sistemy relsovogo gorodskogo transporta [Modern urban rail high-speed systems]. Saint Petersburg, PGUPS [Petersburg State Transport University] Publ., 2008, 158 p. (In Russian)
9. Levadnaya N. V. & Chernyaeva V. A. Ratsionalniye mery i sredstva dlya snizheniya gorodskogo shuma [Reasonable measures and means for the reduction of urban noise]. Transport Rossiyskoy Federatsii [Transport of the Russian Federation], 2013, no. 4 (53), pp. 76-78. (In Russian)
10. Losin L. A., Levadnaya N. V. & Chernyaeva V. A. Opredeleniye prioritetnogo raz-vitiya obshchestvennogo passazhirskogo transporta v gorodakh [Priority development determination of public passenger transport in cities]. Transport Rossiyskoy Federatsii [Transport of the Russian Federation], 2013, no. 4 (37), pp. 43-48. (In Russian)
11. SP 84.13330.2016. Tramvainiye puty [Set of rules 84.13330.2016. Street railway]. Intr. 17.06.2017. Moscow, Minstroy Rossii [The Ministry of Housing and Building of the Russian Federation] Publ., 2017, 30 p. (In Russian)
Received: March 04th, 2019 Accepted: April 17th, 2019
Author's information:
Evgeniy P. DUDKIN - D. Sci. in Engineering, Professor, kpgt@pgups.edu Kirill A. GMYRYA - Postgraduate Student, gmiryk_kirill@mail.ru Lyudmila A. ANDREEVA - D. Sci. in Engineering, andreeva4you@yandex.ru Natalya V. ROMANOVSKAYA - project engineer, nataliya.romanovskaya@list.ru
