CC BY
8
УДК 625.1.656.022.846
В. В. РИБКИ, М. Б. КУРГАН, Н. В. ХАЛШОВА (ДПТ), В. I. ХАРЛАН (Приднiпровська залiзниця)
ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТР1В ПЛАНУ Л1Н11 ДЛЯ Л1КВ1ДАЦП БАР'еРНИХ М1СЦЬ ПРИ РЕКОНСТРУКЦП ЗАЛ1ЗНИЦ1
Запропонований пвдхщ обгрунтування параметр1в плану лшп для лшидацд бар'ерних мюць базуеться на моделюванш просторових коливань вантажного i пасажирського вагошв, що забезпечуе комфортабельшсть 1'зди пасажирiв при впровадженнi швидкiсного руху.
Предложен подход обоснования параметров плана линии для ликвидации барьерных мест, который базируется на моделировании пространственных колебаний грузового и пассажирского вагонов и обеспечивает комфортабельность езды пассажиров при введении скоростного движения.
An approach has been proposed to substantiation of the track plane parameters with the aim of removal of barrier places. The approach is based on modelling spatial fluctuations of freight and passenger cars and provides for comfort of passenger journeys at introduction of high-speed traffic.
1. Загальш положення. Постановка задачi
Реконструкщя траси юнуючих залiзниць з метою оргашзаци швидюсного руху поlздiв приводить до необхщносп змши параметрiв кривих, в тому чи^ i радiуса. Задача вибору мшмально допустимого радiуса кругово1 криво1 непроста, тому що при шдвищенш швидкостей руху збшь-шуеться динамiчний вплив рухомого складу на рейкову колда, в зв'язку з чим вщбуваеться зро-стання вертикальних i горизонтальних сил. Зменшення динамiчного впливу досягаеться зменшен-ням вантажонапруженостi. Наприклад, на польських затзницях прийнято, що при введенш для пасажирських поlздiв максимально1 швидкост до 160 км/год швидкiсть вантажних поlздiв може бути меншою чи рiвною 100 км/год при вантажонапруженост 10 млн т-км/км, при швидкосп 161...200 км/год - швидкiсть вантажних поlздiв не менше 100 км/год, а вантажонапружешсть 5 млн т-км/км [1].
Незважаючи на зниження обсяпв перевезень за останнi роки, умови роботи затзниць Укра1ни залишаються бшьш важкими, нiж на закордонних дорогах. Це, насамперед, характеризуеться ш-тенсившстю перевезень вантаж1в i пасажирiв, величиною статичного навантаження на вiсь, серед-ньою вагою вантажних поlздiв, що обертаються. За таким показником, як середня маса по1зда, ук-рашсью залiзницi випереджають всi европейськi держави (тсля Росп). Вантажонапруженiсть ма-пстральних лiнiй Укра1ни в 3,5 рази перевищуе середньоевропейський рiвень [2].
Як правильно в цих умовах встановити значення мшмально допустимого радiуса кривих, шд-вищення зовшшньо1 рейки i довжини перехiдних кривих при реконструкци iснуючих залiзниць?
При встановленнi мшмального радiуса необхiдно забезпечити виконання наступних вимог:
- мщнють i надшшсть несучих елементiв конструкцiй верхньо1 будови коли;
- стшюсть рейко-шпально1 решгтки поперечному зсуву по баласту;
- стшюсть колiс вiд вкочення на головку рейки;
- комфортабельшсть 1зди пасажирiв.
Слiд вiдмiтити, що при виборi мiнiмального радiуса кривих в умовах сумщеного вантажного й пасажирського руху поlздiв необхiдно забезпечити найкращi умови роботи коли, що можливо при мiнiмiзацil впливу вантажного рухомого складу на рейкову колда.
2. Прийнят вихщш данi i результати розрахунтв
У даний час юнують рiзнi пропозици щодо встановлення мшмально допустимих радiусiв кривих у плат на дшянках швидкiсного руху поlздiв.
Обгрунтування оптимального варiанта повинно включати технiко-економiчнi розрахунки, що враховують умови роботи коли, швидюсть руху i базуються на моделюваннi руху пасажирського i вантажного вагонiв по кривих рiзних радiусiв з визначенням спектра динамiчних показникiв, а та-кож враховувати вартють уположення кривих, що зв'язана з переносом вю коли на нову трасу.
Вихщш данi для першо! частини дослiджень наведенi в табл. 1.
Таблиця 1
Bii\i.ini. 1ам1
Показники Максимальна швидк1сть пасажирських по!здiв 140 км/год на кривих дшянках колй з параметрами
Я, м 800 1000 1200 1400 1600
к, мм 60 60 60 60 60
Ь пер > м 70 70 70 70 70
к, мм 90 90 90 90 90
Ь пер > м 100 100 100 100 100
к, мм 120 120 120 120 120
Ь пер > м 130 130 130 130 130
к, мм 150 150 150 150 150
Ь пер > м 170 170 170 170 170
У таблицi позначенi:
к - шдвищення зовшшньо! рейки;
Ь пер - довжина перехщно! криво!;
Утт - мiнiмальна швидкiсть вантажних по-]дщв.
При виконаннi розрахунюв була використа-на математична модель i програма обчислень, розробленi лабораторieю динамiки i мiцностi рухомого складу ДИТу [3], за допомогою яко! визначалися перемiщення, сили i прискорення при русi вагонiв по шерцшнш пружно-дисипативнiй залiзничнiй коли з вертикальною i горизонтальною нерiвностями для рiзних ею-пажiв, рiвнiв швидкосп, пiдвищення зовшшньо! рейки i радiусiв кривих.
Для знаходження бiчно! сили, що дie на рейки з боку колю, i рамних сил, що ддать на колют пари, обчислювалась направляюча сила, що являе собою реакцiю рейки на загальний опiр повороту вiзка (екшажа) при русi по кри-вш. Визначення ще! сили вiдноситься до класу задач геометричного вписування. Для вiзкових екiпажiв найбiльш типовим е переюсне поло-ження, що змшюеться пiсля кожного iмпульсу в зош контакту гребеня колеса з рейками.
При вщомих направляючих силах ИЫ , бiч-нi ИВ i рамнi сили ИЯ визначались за формулами:
ИВ (г,¡.к) - ИЫ (г, ¡.к) - У(г,}■ ,к),
ИЯ (г,■■) - ИЫ(г,] к) У(г,] к) ,
к-1
де г - номер вiзка; ■ - номер колюно! пари у вiзку; к - сторона (1 - лiва, 2 - права, якщо дивитися на вагон позаду); У(г ■ к) - поперечш
сили тертя мiж рейкою i лiвим чи правим колесом вщповщно! колiсноl пари i вiзка.
Як приклад, вираз для визначення бiчноl сили, що дiе з боку колil на лiве колесо першо! колiсно! пари першого вiзка буде мати вигляд
ИВ (1,1,1) - ИЫ (1,1,1) - У(1,1,2) . Значення рамно! сили, що дiе на першу ко-лiсну пару першого вiзка, визначаеться з виразу
ИЯ (1,1) - ИЫ (1,1,1) - У(1,1,1) - У(1,1,2) .
Крiм бiчних сил, був проаналiзований цiлий спектр рiзних динамiчних показниюв, отрима-них при моделюваннi просторових коливань пасажирського i вантажного вагона:
куо (г ] к) - коефщент вертикально! динамi-
ки колi! по силах взаемоди колiс з рейками (вщношення динамiчно! добавки вертикально! сили до статичного тиску колеса на рейку);
к,
- коефщент горизонтально! дина-
' ОВ (г,],к)
мiки коли по горизонтальних силах взаемодп колiс з рейками;
Б1 (к) - кромочш напруження в пiдошвi рейки тд колесами першо! колюно! пари;
) - фактор зносу бiчно! гранi бандажа
колеса першо! колюно! пари першого вiзка;
П (к) - показник зносу поверхнi кочення колеса першо! колюно! пари першого вiзка;
к уко (г ]) - коефщент стiйкостi вiд сповзан-
ня колеса на рейку.
Програма здiйснюe iнтегрування системи диференцiальних рiвнянь у процесi руху вагона на дшянщ колi! 100 м. Пюля виключення на довжинi близько 50 м перехщного процесу, ви-конусться розрахунок екстремальних i стати-стичних характеристик найбiльших значень сил, перемщень i прискорень, що виникають при рус вагона по реальних нерiвностях колi!.
Для кожного з динамiчних показникiв ви-значались:
- мшмальш значення Етт i абсциса коли, при якш досягнуте X тт ;
- максимальне значення Fmax i вiдповiдна абсциса колi! X тах ;
- середне значення показника на данш д> лянщ М;
- дисперсiя В;
- середньоквадратичне вiдхилення S;
- максимально-ймовiрне значення, що до-рiвнюе |М| + 2,5S .
Коефiцiент горизонтально! динамши, кро-мочнi напруження, боковi сили та iншi показ-ники були використаш при обrрунтуваннi мш> мального радiуса кривих, довжини прямих вставок мiж сумiжними кривими, для вибору шдвищення зовнiшньо! рейки вщ потоку по!з-дiв рiзних категорш тощо.
В табл. 2-4 наведеш результати розрахункiв для пасажирського вагона, що були отримаш на основi моделювання взаемодi! колi! i пасажирського вагона при рус по кривих i використанi для наступного аналiзу.
Таблиця 2
Максимально iмовiрнi бок<ж1 сили
Вар1 ант
Параметри криво!
1 И
2 И
3 И
4 И
1 И
2 И
3 И
4 И
1 И
2 И
3 И
4 И
1 И
2 И
3 И
4 И
Максимально 1мов1рш боков1 сили
Гкр111
Гкр112 Гкр121 Гкр122
Рад1ус криво!' 800 м
12,01 41,54 7,9
11,33 38,42 9,05
11,39 39,52 8,64
10,33 36,80 9,43
Рад1ус криво! 1000 м
5,020 27,690 8,370
5,506 25,145 9,797
5,357 24,543 9,754
5,520 23,656 10,079
Рад1ус криво! 1200 м
4,80 18,84 11,15
5,72 16,16 11,34
5,87 16,25 11,73
6,13 15,85 12,03
Рад1ус криво! 1400 м
5,59 15,10 11,38
6,07 13,72 11,26
6,05 12,99 11,31
6,60 12,73 11,58
Гкр211 Гкр212 Гкр221 Гкр222
54,86 10,22 40,71 10,29
48,94 9,13 35,70 11,36
52,71 9,60 38,33 10,45
48,40 8,66 34,91 11,23
37,890 5,100 27,180 11,760
32,943 6,252 23,605 12,367
33,118 5,986 23,363 12,263
32,180 6,193 22,467 12,521
58,83 55,82 57,34 54,15
41,500 38,582 38,048 36,915
29,47 26,31 26,13 25,33
20,92 18,79 18,03 17,28
26,28 5,67 19,49 13,27
22,05 6,18 16,29 12,85
22,47 6,50 16,60 13,19
21,61 6,70 15,92 13,38
18,34 6,83 16,37 12,46
15,26 7,15 14,23 11,61
15,02 7,18 13,89 11,92
14,62 7,49 13,53 12,17
Таблиця 3
Максимально iмовiрнi рампп сили i коефiцieнт горизонтально!' динамiки
Варiант Параметры криво! Рамш сили Коефшдент горизонтально! динамши
перша вюь перший вiзок друга вюь перший вiзок перша вюь другий вiзок друга вюь другий вiзок перша вюь перший вiзок друга вюь перший вiзок перша вюь другий вiзок друга вюь другий вiзок
Радiус криво! 800 м
1 И - 60 мм, /-70 м 39,61 36,78 38,74 41,07 0,28 0,26 0,27 0,29
2 И - 90 мм, / - 100 м 37,95 35,44 35,32 37,95 0,27 0,25 0,25 0,27
3 И - 120 мм, / - 130 м 38,19 35,68 36,51 38,84 0,24 0,22 0,21 0,23
4 И - 150 мм, / - 170 м 36,72 34,46 34,38 36,83 0,19 0,19 0,16 0,19
Радiус криво! 1000 м
1 И - 60 мм, /-70 м 30,990 30,080 30,240 33,580 0,220 0,210 0,210 0,240
2 И - 90 мм, / - 100 м 29,569 28,991 27,620 31,003 0,2079 0,2039 0,1959 0,2201
3 И - 120 мм, / - 130 м 29,569 28,991 27,620 31,003 0,2079 0,2039 0,1959 0,2201
4 И - 150 мм, / - 170 м 28,481 27,962 26,652 29,900 0,1459 0,1514 0,1258 0,1533
Радiус криво! 1200 м
1 И - 60 мм, /-70 м 25,73 26,28 24,93 28,95 0,18 0,19 0,18 0,21
2 И - 90 мм, / - 100 м 23,36 24,02 21,88 25,74 0,17 0,17 0,15 0,18
3 И - 120 мм, / - 130 м 23,78 24,47 22,55 26,36 0,15 0,16 0,14 0,16
4 И - 150 мм, / - 170 м 23,48 24,22 22,01 25,84 0,12 0,13 0,11 0,13
Радiус криво! 1400 м
1 И - 60 мм, /-70 м 21,79 23,48 20,99 25,70 0,15 0,17 0,15 0,18
2 И - 90 мм, / - 100 м 20,35 22,08 18,61 22,95 0,14 0,15 0,13 0,16
3 И - 120 мм, / - 130 м 19,64 21,41 18,43 22,89 0,13 0,14 0,11 0,14
4 И - 150 мм, / - 170 м 19,68 21,51 18,12 22,49 0,10 0,12 0,09 0,11
Таблиця 4
Коефщент запасу стiйкостi проти сходу
Варiант Параметри Коефшдент запасу стшкосп проти сходу
криво! 111 112 121 122 211 212 221 222
Радiус криво! 800 м
1 И - 60 мм, /-70 м 2,09 5,08 2,99 6,25 2,45 6,1 2,09 5,08
2 И - 90 мм, / - 100 м 2,08 5,13 2,80 6,83 2,34 6,63 3,03 4,59
3 И - 120 мм, / - 130 м 2,11 6,08 2,91 6,53 2,23 7,56 3,20 5,40
4 И - 150 мм, / - 170 м 2,42 10,19 3,44 6,45 3,37 8,94 4,95 5,65
Радiус криво! 1000 м
1 И - 60 мм, /-70 м 2,83 10,33 3,90 7,08 3,11 7,84 4,09 5,05
2 И - 90 мм, / - 100 м 2,75 8,93 3,94 6,27 3,04 7,28 4,19 5,34
3 И - 120 мм, / - 130 м 2,78 10,54 4,25 6,77 3,13 9,65 4,87 5,83
4 И - 150 мм, / - 170 м 3,81 10,73 6,22 6,89 4,76 9,43 6,45 6,37
Зaкiнчення тaбл. 4
Вapiaнт Пapaметpи ^еф^емт зaпacy cтiйкocтi Hpora cxoдy
кpивoï 111 112 121 122 211 212 221 222
Paдiyc кpивoï 1200 м
1 h - 60 мм, l-70 м 3,56 10,60 5,08 6,43 3,92 7,14 4,66 4,43
2 h - 90 мм, l - 100 м 4,00 9,71 6,29 6,75 4,32 9,13 6,59 5,51
3 h - 120 мм, l - 130 м 3,50 10,08 5,69 6,72 3,78 8,19 6,10 5,20
4 h - 150 мм, l - 170 м 4,68 9,19 7,54 7,29 6,49 8,70 6,41 6,55
Paдiyc Rpmoï 1400 м
1 h - 60 мм, l-70 м 4,57 9,12 6,12 6,02 4,68 7,14 5,67 5,27
2 h - 90 мм, l - 100 м 4,51 9,96 6,20 6,04 4,97 8,38 6,28 5,67
3 h - 120 мм, l - 130 м 5,11 10,42 7,70 6,51 5,69 9,30 7,04 7,06
4 h - 150 мм, l - 170 м 7,29 9,55 8,00 7,95 9,65 10,67 8,57 8,83
3. Забезпечення m^hoctí несучих елеменлв кoнcтрукцiй верхньoï будoви голи
Пpи пiдвищеннi швидкocтей pyxy пoïздiв зpocтae динaмiчний вплив нa толда pyxoмoгo cклaдy, в зв'язку з чим збiльшyютьcя веpти-кaлънi i i-op^oma^m cили i, як rn^^o^ rn-пpyження в кpoмкax пiдoшви pейoк. Ocтaннiй пoкaзник, тoбтo мaкcимaльнi нaпpyження, щo виникaютъ в кpoмкax пiдoшви pейки, викopи-cтoвyeтъcя як RpHrcpm для вcтaнoвлення дoпyc-ra^x швидкocтей. Maкcимaлънo ймoвipнi кpoмoчнi нaпpyження не пoвиннi пеpевищyвaти 240 Mna для кoлiï з pейкaми P65, чим i визта-чaeтъcя дoпycтимa швидкicтъ pyxy.
Вiдoмo, щo m величинy кpoмoчниx rn^y-жень впливaють тaкi фaктopи як швидкicтъ pyxy, величиш paдiycy, пiдвищення зoвнiшньoï
pейки, тип pyxoмoгo cклaдy (ocьoве нaвaнтa-ження) тa iн. Вплив пеpелiчениx фaктopiв нa величинy нaпpyжень piзний. Для вcтaнoвлення зaлежнocтi кpoмoчниx нaпpyженъ вiд величини paдiyciв кpивиx, якi мoжyтъ пiдлягaти пеpебy-дoвi нa швидкicниx дiлянкax, викopиcтyeмo pе-зyлътaти дocлiдниx пoïздoк швидкicниx елек-тpoвoзiв ЧС2м i ЧС4, щo 6ули пpoведенi В^-pociйcъким нayкoвo-дocлiдним iнcтитyтoм зa-лiзничнoгo тpaнcпopтy [4; 5] i дaнi викoнaниx poзpaxyнкiв, щo oтpимaнi нa ocнoвi мoделю-вaння pyxy вaгoнa.
Ha pœ. 1 пoкaзaнi гpaфiки кpoмoчниx rn-пpyженъ, oтpимaниx зa екcпеpиментoм, та ^я-миx i кpивиx дiлянкax кoлiï пpи piзниx зтачен-rax швидкocтi pyxy.
240
к" 220 ¡ 200
^ 180 р
Ü5 160
о м
о р
140 120 100
□ R850-4C4 R1020-4C2 R1600-4C4 Пряма-ЧС4 X Пряма-ЧС2
80
100
120
140
160
Швидкiсть руху, км/год
Рис. 1. Залежнють напружень в кромках тдошви рейки вiд швидкостi руху електровоза на прямiй i в кривих рiзних радiуciв
Анал1з графтв показав, що значення кро-мочних напружень штенсивно зростають при шдвищенш швидкост руху { досить точно ап-роксимуються полшомом 4-го ступеня. При збшьшенш швидкосп руху вщ 120 до 160 км/год напруження в кромках тдошви рейки зростають за розрахунками на 26,8 %, за ек-спериментом - на 28,1 %. Можна вважати, що модель адекватно вщображае реальний рух ею-паж1в. Таким чином, перехщ до швидюсного
руху призводить до збшьшення напружень в середньому в 1,3 рази, але в кривих рад1усом 1000 м { бшьше максимальш напруження не перевищують допустимих значень.
Оскшьки на величину кромочних напружень впливае величина встановленого тдви-щення зовшшньо! рейки, то були виконаш вщ-повщш розрахунки з використанням модел1 1 результати наведет на рис. 2.
Крива радiусом 1000 м
Швидкють руху, км/год
мм - □ И=100 мм - А 1п=150 мм
Рис. 2. Залежнють напружень в кромках тдошви рейки вщ швидкосп руху для кругово! криво! радiусом 1000 м з тдвищенням зовнiшньоi рейки 50, 100 i 150 мм
Анал1з графшв показуе, що бшьш суттево на величину кромочних напружень впливае величина швидкосп { рад1ус криво! 1 значно мен-ше величина тдвищення зовшшньо! рейки. Так, при збшьшенш тдвищення вщ 50 до 100 мм або вщ 100 до 150 мм напруження в кромках тдошви рейок зменшуються на 5-10 %.
За умови неперевищення непогашених при-скорень 0,7 м/с2 при проходженш найбшьш швидкого по!зда, мшмальш рад1уси складають вщповщно 1200 м при максимальнш швидкосп 140 км/год 1 1500 м при максимальнш швидкосп 160 км/год (рис. 3). Отже, в таких кривих не виникае загроза щодо перевищення допустимих значень кромочних напружень.
Пщвищення 100 мм
Рад1ус криво')', м
У=120 км/год —У=140 км/год —О— У=160 км/год м/с2
Рис. 3. Залежшсть поперечних непогашених прискорень ввд рад1уса криво! для максимально! швидкосп 120, 140 1 160 км/год
1ншим фактором, що визначае безпеку руху i мiцнiсть коли е боковi сили, що виникають при русi в кривих. На рис. 4 показаш залежно-ст максимально ймовiрних бокових сил при рус вантажного вагона в кривш радiусом 700 м.
При збiльшеннi швидкосп вiд 40 до 80 км/год, тобто вдвiчi, боковi сили збшьшую-
ться в 1,2 рази i досягають 45-50 кН, що вдвiчi менше допустимого значення (рис. 4). При збшьшенш пiдвищення боковi сили зменшую-ться, але цей вплив менш суттевий. Так, при збшьшенш пщвищення вiд 30 до 60 мм, або вщ 60 до 120 мм, боковi сили зменшуються всього на 5-6 % (див. рис. 4).
о.
'во о г
5 §
5 О г ^
га
60
50
40
30
30
Г
60
90
120
150
Пщвищення, мм, для швидкосп руху, км/год: □ У=40 У=80 У=100
Рис. 4. Залежшсть максимально ймов1рних бокових сил ввд швидкосп руху 1 шдвищення зовшшньо! рейки в кривш радусом 700 м
Аналопчш результати отриманi для паса- ш швидкостi руху вiд 120 до 160 км/год боковi жирського вагона при моделюваннi його руху в сили збшьшуються вдвiчi, але не перевищують кривiй радiусом 1000 м (рис. 5). При тдвищен- допустимих.
X
О
"5 о
т О
ш
45 40 35 30 25 20 15
Крива рад1усом 1000 м, пщвищення зовшшньо! рейки 100 мм
00
о
00 1 «V п
г» П Г1 п
«V
80 100 120 140 160
Швидкють пасажирського вагона, км/год
Укр111
Укр211
Рис. 5. Залежшсть максиме ввд швидкосп руху в
4. Забезпечення стшкосл рейко-шпальноТ реш1тки поперечному зсуву по баласту
Крiм забезпечення мщносп елементiв верх-ньо! будови коли, важливе значення мае умова
но ймов1рних бокових сил ивш радусом 1000 м
забезпеченостi стiйкостi рейко-шпально! ре-шiтки проти зсуву по баласту. При шдвищенш швидкостi руху рiзко зростають поперечнi сили в сполученш з короткочасним зменшенням вертикального навантаження. Аналiз велико! ю-
лькocтi дocлiдниx мaтepiaлiв пoкaзye, щo ймo-вipнicть oднoчacнoгo cпoлyчeння макотмаль-ниx знaчeнь гopизoнтaльниx нaвaнтaжeнь на толго з мiнiмaльнoю вeличинoю вepтикaльниx етл, щo cпpиймaeтьcя шпaлoю, близька дo нуля [б]. Тoмy poзpaxyнкoвий omp шпали зcyвy пpийнятo визначати го cepeднix знaчeнняx вep-тикaльнoгo нaвaнтaжeння вiд кoлic на peйки. Кoeфiцieнт cтiйкocтi peйкo-шпaльнoï peшiтки в толп з щeбeнeвим бaлacтoм пoвинeн бути
матоимальнш швидкocтi í60 км/гoд, тобто yмoвa (i) викoнyeтьcя.
Нacтyпним важливим гоказнитом e кoeфiцi-ент гopизoнтaльнoï динaмiки кoлiï k GD , який e кpитepieм бeзпeки вiд зcyвy peйкo-шпaльнoï peшiтки. Кoeфiцieнт гopизoнтaльнoï динамши визнaчaeтьcя як вiднoшeння мaкcимaльнoï paм-нoï cили Yp дo cтaтичнoгo нaвaнтaжeння Р ет
кoлicниx пap на peйки
H
k -_ma^ < i 4
к zsu - ы, t.
P
(i)
cep
k GD - < 0,4.
от
(2)
дe H max - мaкcимaльнa гopизoнтaльнa етла, щo cпpиймaeтьcя шпaлoю вiд нaпpaвляючoгo кoлe-ca eкiпaжa;
Pcep - cepeднe знaчeння динaмiчнoгo вepти-
кальгого нaвaнтaжeння peйки на шпалу.
Як гоказали poзpaxyнки, знaчeння кoeфiцi-ента k ZSU знaxoдитьcя в дiaпaзoнi 0,73 для pa-дiyca iOOO м дo 0,50 для paдiyca i500 м пpи
З pro. б видго, щo пpи мaкcимaльнiй швид-кocтi i40 км/гoд кoeфiцieнт гopизoнтaльнoï ди-нaмiки мeнший 0,35 ^и paдiyci iOOO м i тд-вищeннi зoвнiшньoï peйки б0 мм, тoбтo yмoвa (2) бeзпeки вiд пoпepeчнoгo зcyвy pefeo-шпальго! peшiтки зaбeзпeчyeтьcя.
Риc. б. Змша кoeфiцieнтa гopизoнтaльнoï динашки в зaлeжнocтi ввд paдiyca кpивoï
i пiдвищeння зoвнiшньoï peйки
Пpи збiльшeннi пiдвищeння зoвнiшньoï pe^ ки кoeфiцieнт kGD змeншyeтьcя. Так, пpи зб> льшeннi пiдвищeння вiд б0 дo 90 мм kGD змeн-шyeтьcя на 7 %. ^и збiльшeннi paдiyca вiд iOOO м дo i200 м кoeфiцieнт гopизoнтaльнoï динaмiки кoлiï змeншyeтьcя в i,2 paзи.
5. Забезпечення стiйкостi колк проти кочення на головку рейки
Стiйкicть кoлeca пpoти вкoчeння röro ^e6-ня на peйкy зaлeжить вiд вiднoшeння бoкoвoï cили YБ , щo пepeдaeтьcя вiд кoлeca на peйкy,
дo вepтикaльнol й peйки
cили Р взaeмoдiï кoлeca
kvKo - J > [i,4].
(3)
Пepeвipкa щoдo зaбeзпeчeння бeзпeки вiд cxoдy кoлic з peйoк пoкaзaлa, щo кoeфiцieнт зaпacy cтiйкocтi кoлeca пpoти вкoчeння на го-лoвкy peйки kyçQ знaxoдитьcя в дiaпaзoнi i,7...2,5 для вaнтaжниx i бiльшe 2,0 для roca-жиpcькиx вaгoнiв (pиc. 7), щo пepeвищye дo-пycтимe знaчeння i,4 ^и ймoвipнocтi 0,0i, тoбтo yмoвa (3) тeж викoнyeтьcя.
1—1
Iv * h г| ;
ео О РЧ Ю Г» РЧ nr 1
BGG 1GGG 12GG 14GG _Радiус криво!, м
□ h=6G ■ h=9^ Dh=12^ Dh=15G
Pиc. 7. Змiнa кoeфiцieнтa зaпacy cтiй
7. Забезпечення неперевищення непогашених прискорень
Викoнaння цieï yмoви poзпoвcюджyeтьcя нa пacaжиpcькi й вaнтaжнi тох'зди, xo6xo:
- нeпepeвищeння нeпoгaшeних пpиcкopeнь, cпpямoвaних вiд цeнтpy кpивoï при пpoxoджeн-нi швидкoгo пoïздa
а шт^[а Нп ] з0в ; (4)
- oбмeжeння нeпoгaшeних ^^Kopern, cпpямoвaних ycepeдинy кpивoï при пpoxoджeн-нi вaнтaжнoгo пoïздa з нaймeншoю швидкicтю
а нп вaнт^[а нп ] вн , (5)
Дe [а нп ]з0B , [а нп ]вн - д^™ нeп0гaшeнi
пpиcкopeння вiдпoвiднo для пacaжиpcьких (± G,7) i вaнтaжних (± G,3) пoïздiв, м/c2.
Heoбхiднo пiдкpecлити, щo кpитepiй G,7 м/c2 e ж тiльки пoкaзникoм кoмфopтaбeльнocтi 1'зди для пacaжиpiв. yci icпити нoвoгo i мoдepнiзo-вaнoгo pyхoмoгo cклaдy пpoвoдятьcя нa ocнoвi вимoг нeпepeвищeння тaкoгo пpиcкopeння, га-бapити в кривих пpийнятi тaкoж iз yмoви шхи-лу кyзoвa нa pecopax при [а нп ] = G,7 м/c2
[7]. Тaким чинoм, цeй кpитepiй зaбeзпeчye i ko-мфopтaбeльнicть i бeзпeкy pyxy. 3a цим Kprne pieм вcтaнoвлюютьcя i мiнiмaльнo дoпycтимi paдiycи кругових кривих (див. pиc. 3).
3 ypaxyвaнням cyмiщeнoгo pyxy пacaжиp-№ких i вaнтaжниx пoïздiв нa швидкюних та-пpямкax зaлiзниць, мaкcимaльнe poзpaxyнкoвe пiдвищeння нe пoвиннo пepeвищyвaти 9G-iiG мм. Вeличинa мaкcимaльнoгo пiдвищeння зa-
:т1 пpoти вкoчeння нa гoлoвкy peйки
лeжить вiд знaчeння мiнiмaльнoгo paдiyca кривих, мaкcимaльнoï швидкocтi пacaжиpcькиx i мiнiмaльнoï швидкocтi вaнтaжниx пoïздiв тa iншi фaктopiв. В cвoю чepгy, вiд пpийнятoгo пiдвищeння зaлeжить мiнiмaльнe знaчeння pa-дiycy. Poзpaxyнки пoкaзaли, щo для вищeнaзвa-них yмoв мoжнa peкoмeндyвaти мiнiмaльний paдiyc
i2GG м при вcтaнoвлeнiй мaкcимaльнiй швид-кocтi i4G км/год i i5GG м - при шведкой i6G км/гoд.
Висновки
1. Ha ocнoвi aнaлiзy дaниx, oтpимaниx з ви-кopиcтaнням мoдeлi i peзyльтaтiв eкcпepимeн-тiв ycтaнoвлeнo, щo мaкcимaльнo iмoвipнi Kpo-мoчнi нaпpyжeння дocягaють 2GG-22G Mna в кривих paдiycoм iGGG м i нe пepeвищyють дo-пycтимoгo знaчeння 24G Mna. При тaкoмy ж paдiyci знaчeння кoeфiцieнтa cтiйкocтi pemo-шпaльнoï peшiтки в кoлiï з щeбeнeвим бaлacтoм cтaнoвить G,7-G,8, щo мeншe дoпycтимoгo зта-чeння. Кoeфiцieнт гopизoнтaльнoï дитамши ko-лiï, який мoжнa ввaжaти кpитepieм бeзпeки вiд зcyвy peйкo-шпaльнoï peшiтки, нe пepeвищye дoпycтимoгo знaчeння G,4 в кривих paдiycoм iGGG-i2GG м. При тaкиx paдiycax зaбeзпeчyeть-cя тaкoж cтiйкicть кoлic ^ora вкoчeння нa го-лoвкy pefea
2. Визнaчaльнoю yмoвoю для визнaчeння мiнiмaльнoгo paдiyca e нeпepeвищeння дoпyc-тимих нeпoгaшeниx пpиcкopeнь. А тому при вибopi мiнiмaльнo дoпycтимoгo paдiyca, в зв'язку з пepeбyдoвoю Kpmoï, дocтaтньo oбмe-житиcь yмoвaми нeпepeвищeння нeпoгaшeниx
^rorapem, cпpямoвaниx вiд цeнтpa кpивoï ^и пpoxoджeннi нaйбiльш швидкoгo пoïздa i жго-peвищeння нeпoгaшeниx пpиcкopeнь, cпpямo-вaниx ycepeдинy кpивoï пpи пpoxoджeннi ван-тaжнoгo пoïздa з нaймeншoю швидкicтю. Пpи тaкoмy paдiyci ^moiï будуть зaбeзпeчeнi вci iншi вимoги, тoбтo мiцнicть eлeмeнтiв вepxньoï бyдoви кoлiï, cтiйкicть peйкo-шпaльнoï peшiтки пoпepeчнoмy зcyвy й cтiйкicть кoлic ^ora вто-чeння ïxнix гpeбeнiв на гoлoвкy peйки.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ CПИCOK
1. Диффepeнциpoвaнныe тexничecкиe тpeбoвaния для жeлeзнoдopoжнoгo пути в cooбщeнии Евpo-па - Азия. Р 786/1.1-e изд. Утв. coвeщ. V Koмиc-сти ОСЖД, Вapшaвa, 1999. - 25 c.
2. Kиpпa Г. Н., Kopжeнeвич И. П., Kypгaн Н. Б. Динашка тpaнcпopтниx cпoлyчeнь та дiяльнicть зaлiзничнoгo тpaнcпopтy Укpaïни за œp^ 1991-2GGG pp. / Пpoeктyвaння, виpoбництвo та eкcплyaтaцiя aвтoтpaнcпopтниx зaxoдiв i пoïздiв. Пpaцi Зax. наук. ^rnpy, Льв1в, 2GGG, № 8. -С. б7-70.
3. Жeлeзнoдopoжный путь и пoдвижнoй cocтaв для вытокт cкopocтeй движeния. / Шд peд. М. А. Чepнышoвa. - М.: Тpaнcпopт, 19б4. -272 c.
4. Жeлнин Г. Г., Moлoдикoв В. А., Пeвзнep В. О. и да. Динaмичecкиe кaчecтвa и вoздeйcтвиe на путь cкopocтныx элeктpoвoзoв ЧС4, ЧС2м, ВЛ40, тeплoвoзa ТЭ109 и элeктpoвoзa ВЛ8 c мoдepнизиpoвaннoй экипажнтой чacтью / Тpyды ЦНИИ МПС, вып. 542. - М.: Тpaнпopт, 1975. -С. 4-78.
5. Дашвич В. Д., Peйдeмeйcтep А. Г., Халиш-ва Н. В. Maтeмaтичecкaя мoдeль взaимoдeйcт-вия пути и пaccaжиpcкoгo вaгoнa пpи движeнии пo yчacткaм пpoизвoльнoй кpивизны // Тpaнc-пopт: Сб. научн. тp. ДИИТа. Вып. 8 - Д., 2GG1. -С. 124-138.
6. Выcoкocкopocтнoe пaccaжиpcкoe движeниe (на жeлeзныx дopoгax) / Пoд peд. Н. В. Koлoдяжнo-гo. - М., Тpaнпopт, 197б. - 41б c.
7. Пeвзнep В. О. Уcтpoйcтвo пути в кpивыx: вoз-вышeниe и oтвoды / Путь и пyтeвoe xoзяйcтвo, 2GG1, № 11. - С. 1G-13.
Надшшла дo peдкoлeгiï 08.10.03.
