CC BY
39Б01 10.52170/1815-9262_2021_56_71 УДК 657.471.7:625.14
С. А. Косенко, С. С. Акимов, С. В. Богданович, И. К. Соколовский
Оценка стоимости жизненного цикла верхнего строения пути при продлении межремонтного периода
Поступила 10.04.2020
Рецензирование 23.10.2020 Принята к печати 13.01.2021
Статья посвящена оценке стоимости жизненного цикла верхнего строения железнодорожного пути. Цель работы - определение наиболее экономически выгодной конструкции верхнего строения для условий низкой грузонапряженности. Для сравнительной оценки стоимости жизненного цикла использовались конструкции верхнего строения пути с рельсовыми скреплениями ЖБР-65Ш, ЖБР-65ПШМ, Фоссло ^30).
Оценка стоимости жизненного цикла проводилась для участка пути 3-го класса с грузонапряженностью 12,8 млн т-км бр. / км в год и нормативным межремонтным тоннажем 400 млн т бр. Для рассматриваемых конструкций верхнего строения пути определены прогнозные сроки жизненного цикла. При рельсовом скреплении ЖБР-65Ш этот срок составил 32 года, при Фоссло ^30) - 34 года, при ЖБР-65пШм - 36 лет. При этом расчеты показали, что стоимость верхнего строения пути со скреплением ЖБР-65Ш ниже, чем у других вариантов в течение первых десяти лет эксплуатации, однако дальнейшие затраты на текущее содержание пути и ремонты выше.
В результате расчета стоимости жизненного цикла и среднегодовых показателей было установлено, что конструкция пути со скреплением W30 считается наиболее экономически эффективным вариантом. Среднегодовая стоимость жизненного цикла на 36-й год эксплуатации у пути со скреплением Фоссло ^30) составляет 589 тыс. р., с ЖБР-65ПШМ - 615 тыс. р. и с ЖБР-65Ш - 634 тыс. р. Результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы предприятиями путевого комплекса при проектировании ремонтов, планировании расходов на ремонт и содержание пути.
Ключевые слова: железнодорожный путь, верхнее строение пути, промежуточное рель-
совое скрепление, стоимость жизненного цикла.
Дальнейшее повышение грузонапряженности на полигоне Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры (ЗСДИ) из-за возрастающих объемов перевозок [1] ставит новые задачи перед путевым комплексом [2]. Рост числа поездов и их веса приводит к уменьшению интервалов между поездами [3], а значит, движенцы вынуждены реже предоставлять «окна» и сокращать их продолжительность.
В этих условиях остро стоит вопрос об увеличении межремонтного интервала [4] на осо-богрузонапряженных участках с 700 до 1 400 млн т бр. Эти новые нормативы и новые ремонтные схемы представлены в новой редакции ПТЭ [5]. В перспективе при использовании комплексного усиления всей конструкции пути возможно будет довести межремонтный интервал до 2 500 млн т бр [6].
В настоящее время необходимо на основе имеющихся средств и методов ведения путевого хозяйства [7] повысить межремонтные интервалы с выбором соответствующих конструкций пути [8, 9]. Решение этой сложной задачи на основе ресурсосбережения [10] является особо актуальной для ЗСДИ, на поли-
гоне которой в первую очередь ожидается рост грузоперевозок [11].
Увеличение финансирования участков тяжеловесного движения с повышенным уровнем расстройств пути [12] возможно за счет участков с небольшой грузонапряженностью и малыми осевыми нагрузками [4]. Но для этого необходимо подобрать такую конструкцию верхнего строения пути (ВСП) [13], которая обеспечит надежность эксплуатации и продление межремонтных сроков в различных эксплуатационных условиях [14]. Это позволит путевому комплексу рационально распределить финансирование участков железнодорожных линий в соответствии со специализацией и объемом выполняемой работы [15].
В сфере железнодорожного транспорта главной задачей является обеспечение безопасности и бесперебойности движения поездов [16] с минимизацией затрат на текущее содержание пути и организацию перевозочного процесса.
Промежуточные рельсовые скрепления (ПРС) являются одним из важнейших элементов ВСП [17] и выполняют роль связую-
щих элементов между рельсами и основанием пути. Лучшие современные пружинные ПРС за счет своих служебных свойств обеспечивают повышение срока службы рельсов до 1 100... 1 500 млн т бр.
В 2019 г. на сети дорог ОАО «РЖД» уложены следующие рельсовые скрепления:
• ЖБР-65Ш - 1 670 км (52 % от всего капитального ремонта);
• Фоссло ^30) - 565 км (17 %);
• ЖБР-65ПШМ - 286 км (9 %);
• остальные скрепления - 22 %.
При увеличении осевых нагрузок жизненный цикл всех элементов ВСП, и в первую очередь рельсов, становится заметно короче [18]. По мере ввода тяжеловесного движения существенно возросли и затраты на текущее содержание пути и отказы технических средств [19], что негативно сказывается на стоимости жизненного цикла [20].
Жизненный цикл (ЖЦ) ПРС - это процесс, протекающий в течение всего периода времени, начиная с этапа капитального ремонта пути с использованием старогодных материалов и заканчивая его утилизацией. Стоимость жизненного цикла (СЖЦ) - это суммарный объем затрат за весь срок службы. Для оценки стоимости жизненного цикла конструкции ВСП и определения наиболее экономически выгодного варианта для условий низкой грузонапряженности был выбран участок на К-й дистанции инфраструктуры, которая расположена в западной части Алтайского края и представляет собой однопутную железнодорожную линию по четырем направлениям от узловой станции К. Анализ проведен для направления К-Б.
Путь в плане преимущественно состоит из прямых участков (95 %). Основная часть кривых участков имеют радиусы более 1 200 м. Протяженность кривых участков пути с радиусами 350.650 м - 1,130 км. Рельсы Р65, преимущественно закаленные, шпалы железобетонные и деревянные, балласт асбестовый и щебеночный.
На К-й дистанции инфраструктуры эксплуатируются: смешанное костыльное скрепление Д0, раздельное клеммно-болтовое скрепление с жесткими клеммами КБ65, бесподкладочное пружинное болтовое скрепление ЖБР-65, бесподкладочное пружинное шурупно-дюбельное
скрепление ЖБР-65Ш, раздельное шурупно-болтовое скрепление с жесткими клеммами КД65.
На К-й дистанции инфраструктуры происходит постепенный переход к более современным ПРС семейства ЖБР-65 [9, 10]. Устаревшие ПРС (КБ65) заменяются на скрепления с пружинными клеммами: ЖБР-65Ш (в прямых и кривых с Я > 650 м) и нераздельные подкладочные с металлической подкладкой скрепления ЖБР-65ПШМ (в кривых с Я = 350. 650 м).
Скрепление ЖБР-65ПТТТМ менее трудоемкое в эксплуатации. Оно обеспечивает большую стабильность ширины колеи в кривых малого радиуса за счет металлической подкладки. В процессе эксплуатации этого скрепления предусмотрена возможность регулировки ширины колеи до 4 мм. При смене местами упругих прокладок по одной рельсовой нити регулируется ширина колеи на 2 мм, по двум рельсовым нитям - до 4 мм. Такой величины регулировки не всегда достаточно.
Основными минусами скрепления ЖБР-65П111М является недостаточная надежность полимерной направляющей вставки и относительно небольшой диапазон регулировки рельсов по высоте (до 7 мм) по причине недостаточной высоты реборды металлической подкладки и ослабления ее в местах выреза под пружинную клемму.
Бесподкладочное ПРС Фоссло ^30) с полимерной подрельсовой прокладкой жесткостью более 100 кН/мм применяется на ОАО «РЖД» в прямых и кривых радиусом 650 м и более. Также возможна укладка в кривых радиусом менее 650 м с углонаправ-ляющими плитами специального исполнения для регулировки ширины колеи. Полимерная прокладка обладает достаточной жесткостью. Она повышает стабильность пути и снижает негативное влияние на все элементы ВСП. Всего на сети ОАО «РЖД» уложено порядка 1 700 км Фоссло ^30).
Регулировка ширины колеи в кривых участках возможна до ±15 мм с шагом 2,5 мм за счет изменения конструктивных размеров углонаправляющих плит. Также возможна регулировка рельсов по высоте до 10 мм с шурупом стандартной длины за счет специальных полимерных прокладок, защелкивающихся в замок (рис. 1) толщиной 3, 5 и 10 мм. Это поз-
Рис. 1. Промежуточное рельсовое скрепление Фоссло ^30) с регулировочными прокладками:
1 - регулировочная полимерная прокладка
воляет устанавливать прокладки без разборки всего узла скрепления.
Преимуществами данного типа ПРС являются: малая металлоемкость, повышенная упругость, а также обеспечение стабильности рельсовой колеи, высокое сопротивление продольным сдвигам и дополнительная устойчивость от опрокидывания рельса. Количество повторно используемых элементов скрепления Фоссло (W30) значительно больше, чем у других ПРС. Это говорит о высоком качестве и надежности конструкции скрепления.
Старогодное скрепление КБ65, которое в настоящее время укладывается при ремонтах КРС, не рассматривалось при анализе, так как в перспективе подлежит полной замене после истечения срока службы.
СЖЦ любой конструкции ВСП зависит от видов ремонтов и периодичности их проведения. Расчет СЖЦ проведен для направления К-Б.
На данном направлении обращаются поезда с осевой нагрузкой 135,4 кН/ось. Грузонапряженность по участку составляет 12,8 млн т-км бр. / км в год. Класс и специализация линии - 3Г. Класс и код группы пути - 3111. Тя-
желовесное движение на данном направлении отсутствует.
В соответствии с [20] для данного участка 3-го класса при бесстыковом пути и рельсах категории ДТ350 на железобетонных шпалах принимается ремонтная схема на старогодных материалах: КРС-В-В-С-В-П-КРС при 400 млн т бр. нормативного межремонтного тоннажа (рис. 2). Нормативный межремонтный период 32 года.
Периодическая шлифовка старогодных рельсов не производится.
При данном подходе стоимость жизненного цикла включает в себя определение и оценку затрат, связанных с сооружением, владением и утилизацией:
СЖЦ = S + S + S , (1)
соор вл ут' V /
где СЖЦ - стоимость жизненного цикла 1 км железнодорожного пути, тыс. р.; Хоор - стоимость сооружения (укладки) ВСП, тыс. р.; £вл - стоимость владения железнодорожным путем, тыс. р.; ^т - стоимость утилизации ВСП, тыс. р.
В связи с этим стоимость жизненного цикла можно представить суммой следующих структурных элементов затрат:
Рис. 2. Схема ремонтов и нормативный пропущенный тоннаж за период жизненного цикла железнодорожного пути: КРС - капитальный ремонт пути с использованием старогодных материалов; В - планово-предупредительная выправка; С - средний ремонт; П - подъемочный ремонт;
У - утилизация
СЖЦ = ^КРС +1 г + ^пр.рем г + ^к г ) + ^ ,, (2) 1=1
где 5Крс - стоимость капитального ремонта 2-го уровня, тыс. р.; 1$г.с г - стоимость текущего содержания в год, тыс. р.; «пр.рем г - стоимость промежуточных ремонтов в год, тыс. р.; «отк г -стоимость устранения отказов в год, тыс. р.; «ут п - стоимость утилизации объекта в конце срока службы, тыс. р.
Проведение промежуточных ремонтов у конструкции пути со скреплением ЖБР-65Т будет проводиться в нормативные сроки. Продолжительность ЖЦ будет составлять 32 года (409,6 млн т бр.).
По степени наработки тоннажа определяется периодичность проведения ремонтов. Межремонтные сроки проведения КРС при данной грузонапряженности по прогнозу увеличиваются на 9 % (два года) при конструкции ВСП с ПРС Фоссло ^30) за счет надежности всех его элементов (клемм, шурупов, углонаправляю-щих плит), на 15 % (четыре года) с ПРС ЖБР-65ПТТТМ (за счет металлической подкладки). Поэтому и промежуточные ремонты ВСП со скреплениями Фоссло ^30) и ЖБР-65ПШМ будут проводиться на один или два года позже по сравнению с ремонтами ВСП со скреплением ЖБР-65Ш.
Стоимость текущего содержания пути (ТСП) включает в себя оплату труда, отчисле-
ния на социальные нужды, затраты на спецодежду работников, расходы на смену материалов ВСП и расходы, связанные с эксплуатацией машин и механизмов. Затраты на ТСП определяются в соответствии с методикой, изложенной в [17, 21], а также данными Центральной дирекции по ремонту пути и научно-технического совета (НТС) ОАО «РЖД» от 15.03.2019 (рис. 3).
Анализ данных рис. 3 показывает, что при наработке тоннажа 300 млн т бр. и более наблюдается заметное увеличение затрат на текущее содержание пути по причине прогрессивного увеличения частоты выхода старогодных элементов конструкции пути к концу ЖЦ. В основном замене подлежат прокладки, боковые упоры, клеммы, шурупы, дюбеля. Наибольший прирост затрат на ТСП наблюдается у конструкции ВСП с ПРС ЖБР-65Ш.
Трудозатраты на ТСП у Фоссло ^30) на 4 чел.-ч/км меньше, чем у ЖБР-65Ш (данные НТС ОАО «РЖД» от 15.03.2019).
Затраты на проведение капитальных и промежуточных ремонтов железнодорожного пути на 1 км зависят от эксплуатационных и конструктивных характеристик пути, перечня работ, машин, механизмов и конструкции ВСП. Конструкция пути с ПРС Фоссло ^30) имеет наименьшие среднегодовые затраты на ТСП и на все промежуточные ремонты.
ШЖЕР-65Ш ЫЖЕР-65ШПМ ■ \У30 Рис. 3. Стоимость текущего содержания пути при различных промежуточных скреплениях
Продолжительность жизненного цикла, лет
Рис. 4. График ежегодных и суммарных затрат по годам жизненного цикла ВСП
По результатам расчетов СЖЦ конструкций ВСП с различными типами ПРС построен график ежегодных и суммарных затрат в течение жизненного цикла (рис. 4). Анализ рисунка показал, что в первый год укладки конструкция пути с ПРС ЖБР-65Ш дешевле других. Дальнейшие затраты на ТСП и промежуточные ремонты со скреплением ЖБР-65Ш больше, чем у других вариантов. Поэтому такая конструкция пути на 13-й год ЖЦ по суммарным затратам приближается к конструкции пути со скреплением Фоссло (W30) и далее остается дороже двух других вариантов.
Также за счет меньшей продолжительности ЖЦ конструкция пути с ПРС ЖБР-65Ш дороже конструкции пути со скреплением Фоссло ^30) (на 13-й год), а затем и конструкции пути со скреплением ЖБР-65ПШМ (на 27-й год).
При наработке тоннажа 300 млн т бр. и более наблюдается заметное увеличение затрат на ТСП у ВСП со всеми скреплениями, но больше всего у скрепления ЖБР-65Ш по причине прогрессивного увеличения частоты выхода старогодных элементов пути.
В результате СЖЦ пути с ПРС ЖБР-65Ш в заключительные годы ЖЦ по суммарным
затратам превосходит ЖБР-65ПШМ. Затраты пути с ПРС Фоссло (W30) наименьшие. Это скрепление имеет малую частоту выхода элементов ПРС и небольшие объемы трудозатрат на его содержание.
Наибольшие затраты за весь период ЖЦ приходятся на КРС (55...60 % от суммарной стоимости ЖЦ). Далее затраты на промежуточные ремонты - 25.27 %, на текущее содержание пути - 13.18 %, на ликвидацию отказов пути - 1.2 % от суммарной стоимости ЖЦ.
С учетом особенностей конструкций рассматриваемых ПРС, при данной грузонапряженности и осевых нагрузках можно прогнозировать увеличение межремонтного периода у Фоссло ^30) на два года и у ЖБР-65ПШМ на четыре года.
По итогам расчетов суммарная СЖЦ конструкций пути с учетом 10%-й ставки дисконтирования составила:
• со скреплением ЖБР-65Ш - 22 351 тыс. р. на 32-й год;
• со скреплением Фоссло ^30) -
21 031 тыс. р. на 34-й год;
• со скреплением ЖБР-65ПШМ -
22 149 тыс. р. на 36-й год.
Рис. 5. Среднегодовая СЖЦ 1км железнодорожного пути на нормативный и прогнозный
срок службы ВСП
Для оценки экономической эффективности данных конструкций пути определена также среднегодовая СЖЦ для принятой ремонтной схемы на нормативный срок службы (32 года) и прогнозный (34 и 36 лет, рис. 5).
Таким образом, скрепление Фоссло ^30) является наиболее экономически эффективным. Также возможно использование данного скрепления в кривых с радиусом 350.650 м и менее при комплектации дополнительными регулировочными элементами.
Для кривых малых радиусов разработана и испытана в 2015 г. на Октябрьской железной дороге уширенная клемма с повышенной устойчивостью к боковым силам.
Опыт эксплуатации скрепления Фоссло ^30) с 2012 г. на Куйбышевской железной дороге показал, что обеспечивается высокая надежность и стабильность пути. Угон пути полностью отсутствовал. При единичных случаях излома боковых петель клемм подошва рельса продолжала фиксироваться средней ветвью клеммы. Шуруп выполнен полнотелым, с округлыми гранями резьбы, которая не травмирует полимерный дюбель. Шуруп Фоссло ^30) не ломается, в отличие от шурупа ЦП 54 скрепления ЖБР-65Ш. Дюбель подлежит, в случае необходимости, замене в полевых условиях без замены шпалы. Для этого использует-
ся специальный набор инструментов. Клеммы скрепления Фоссло ^30) с 2017 г. изготавливаются в г. Энгельсе Саратовской области РФ. Производительность линии - порядка 1 млн шт. в год и может быть увеличена.
Для повышения межремонтных сроков целесообразно также совершенствовать технологии изготовления и эксплуатации рельсов [22], усиливать основание пути [23] на основе технико-экономической оценки [24], в том числе при неблагоприятных грунтах [25-26] и на искусственных сооружениях [27]. В комплексе это позволит создать благоприятные условия для перевозки грузов [28].
Выводы
Произведена технико-экономическая оценка СЖЦ ВСП с тремя наиболее оптимальными на сегодняшний день вариантами ПРС для условий Сибири.
Продолжительность ЖЦ конструкции пути со скреплением ЖБР-65Ш составляет 32 года (409,6 млн т бр.), Фоссло ^30) - 34 года (435,2 млн т бр.), а ЖБР-65ПШМ - 36 (460,8 млн т бр.).
В результате расчета среднегодовой СЖЦ было установлено, что конструкция пути со скреплением W30 является наиболее экономически эффективным вариантом. Среднегодовая СЖЦ на 36-й год у пути с ПРС Фоссло
составляет 589 тыс. р., с ПРС ЖБР-65ПШМ - 615 тыс. р. и с ПРС ЖБР-65Ш -634 тыс. р. Скрепление ЖБР-65Ш имеет наибольшую стоимость ЖЦ.
Для прямых участков пути с ПРС ЖБР-65ПШМ и Фоссло ^30) возможно увеличение продолжительности ЖЦ. Но затраты на ТСП будут существенно возрастать за счет смены большого количества прокладок у ПРС W30 и ЖБР-65ПШМ, а также полимерных углонаправляющих вставок у скрепления ЖБР-65ПШМ.
Скрепление Фоссло ^30) может рассматриваться как одно из самых перспектив-
ных для укладки в прямых и кривых участках пути с малой грузонапряженностью (12,8 млн т-км бр. / км в год) и небольшой величиной осевых нагрузок (135,4 кН/ось).
Для участков с высокой грузонапряженностью и повышенными осевыми нагрузками целесообразно дополнительно рассматривать современные ПРС с пружинными клеммами подкладочного типа: ЖБР-65ПШР, КНУ-65.
Контроль состояния и внедрение более надежных, с длительным сроком эксплуатации и малозатратных ПРС - это залог ресурсосбережения на основе безопасности и бесперебойности движения поездов.
Библиографический список
1. Величко Д. В., Севостьянов А. А., Антерейкин Е. С. Оценка надежности рельсов на участках Транссибирской магистрали // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2019. № 1 (48). С. 5-11.
2. Щепотин Г. К. Эксплуатационная надежность железнодорожного пути : монография. Екатеринбург : Изд-во УрГУПС, 2008. 143 с.
3. Akimov S., Kosenko S., Bogdanovich S. Stability of the supporting subgrade on the tracks with heavy train movement // Advances in Intelligent Systems and Computing : VIII International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia. Vol. 2. 2020. Vol. 1116. Р. 228-236. DOI 10.1007/978-3-030-37919-3.
4. Лисицын А. И. Перспективы развития конструкции верхнего строения пути и его элементов // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 10. С. 2-7.
5. Правила технической эксплуатации железных дорог : утв. приказом Министерства транспорта Рос. Федерации от 21.12.2010 № 286. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
6. Инструкция о сферах рационального применения промежуточных рельсовых скреплений и унификации вариантов комплектации ими железобетонных шпал : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 28.06.2018 № 1362р. М., 2018. 6 с.
7. Косенко С. А., Исмагулова С. О., Суслова Т. М. Новая структура ведения путевого хозяйства на железных дорогах Казахстана // Вестник ВНИИЖТ. 2012. № 6. С. 39-42.
8. Карпущенко Н. И., Величко Д. В. Надежность скреплений // Путь и путевое хозяйство. 2008. № 10. С. 4-8.
9. Скрепления КН-65 и ГС-65 / Н. И. Карпущенко [и др.] // Путь и путевое хозяйство. 2003. № 9. С. 30-33.
10. Анализ перспективных промежуточных рельсовых скреплений: отчет по НИР / С. А. Косенко [и др.]. Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2020. 71 с.
11. Ланис А. Л., Разуваев Д. А. Усиление грунтов земляного полотна на подходах к мостам и путепроводам // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2016. № 3 (63). С. 97-104.
12. Севостьянов А. А., Величко Д. В., Рошка В. В. Оценка эксплуатационных показателей работы железнодорожного пути в зависимости от конструкции промежуточных рельсовых скреплений // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2019. № 3 (50). С. 23-30.
13. Kosenko S. A., Akimov S. S. Design of track structure for corridors of heavy-train traffic // MATEC Web of Conferences. 2018. № 239. 05005. DOI 10.1051/matecconf/201823905005.
14. Севостьянов А. А., Величко Д. В. Основные причины отказов рельсов в процессе эксплуатации // Транспорт Урала. 2017. № 2 (53). С. 51-54.
15. Оптимизация технологии устройства защитных слоев с применением объемной георешетки при модернизации железнодорожного пути / И. А. Котова [и др.] // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2015. № 2. С. 32-38.
16. Щепотин Г. К., Давыдов В. С. Оценка и прогнозирование надежности рельсов // Транспорт Урала. 2009. № 3 (22). С. 84-93.
17. Оценка стоимости жизненного цикла верхнего строения пути для различных ремонтных схем и промежуточных рельсовых скреплений / С. А. Косенко, С. С. Акимов, С. В. Богданович, И. К. Соколовский // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2020. № 2 (53). С. 92-100.
18. Kosenko S., Akimov S., Surovin P. Technology of rail replacement at end stresses // MATEC Web of Conferences. 2018. № 216. 01002.
19. Карпущенко Н. И., Труханов П. С. Расчет стоимости жизненного цикла верхнего строения пути // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 4. С. 34-37.
20. Воробьев В. С., Брызгалова Р. М., Репина И. Б. Человеческий фактор в системе отказов технических средств железнодорожного транспорта // Наука и транспорт. 2012. № 3. С. 42-46.
21. Технические условия по реконструкции (модернизации) и ремонту железнодорожного пути : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 18.01.2013 № 75р : в ред. от 31.12.2019. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
22. Соколов О. М., Косенко С. А., Акимов С. С. Мониторинг эксплуатационной работы дифференцированно термоупрочненных рельсов на Западно-Сибирской железной дороге // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2017. С. 473-478.
23. Оптимизация технологии устройства защитных слоев с применением объемной георешетки при модернизации железнодорожного пути / И. А. Котова [и др.] // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2015. № 2. С. 32-38.
24. Котова И. А., Чижов А. В., Юдин О. Г. Технико-экономическое сравнение технологических вариантов устройства подбалластных защитных слоев с использованием объемной георешетки // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 1 (40). С. 36-45.
25. Ломов П. О., Ланис А. Л. К вопросу определения грунтовых параметров, оказывающих влияние на диаметр раскатанной скважины // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2015. № 3. С. 92-97.
26. Ланис А. Л., Овчинников С. А. Усиление грунтов земляного полотна армирующими конструкциями // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути. 2012. С. 111-113.
27. Бондарь И. С., Квашнин М. Я., Косенко С. А. Диагностика и мониторинг балочных пролетных строений железнодорожных мостов // Политранспортые системы : материалы IX Междунар. науч.-техн. конф. по направлению «Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке». Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2017. С. 35-43.
28. Туранов Х. Т., Псеровская Е. Д. Расчет продольного сдвига груза цилиндрической формы и усилия в элементах крепления при вариации количества крепежных элементов // Транспорт Урала. 2013. № 3 (38). С. 16-23.
S. A. Kosenko, S. S Akimov, S. VBogdanovich, I. K. Sokolovskiy
Life Cycle Cost Estimation of the Permanent Way when Extending the Overhaul Period
Abstract. The article is devoted to the life cycle cost estimation of the permanent way. The purpose of this article is to determine the most cost-effective permanent way structure for low load conditions. For a comparative assessment of the life cycle cost estimation, designs with rail fastenings were used: ZHBR-65Sh, ZHBR-65PSHM, Fossloh W30.
The life cycle cost estimation was performed for the track section of class 3 with a load capacity of 12, 8 million tons / km per year and a standard overhaul period tonnage of 400 million tons / km. For the considered permanent way structure, the predicted life cycle periods are determined. With rail fastening ZhBR-65Sh, this period was 32 years, with Fossloh W30 - 34 years, ZhBR-65PSHM - 36 years. At the same time, the calculations showed that the cost of the permanent way with the ZhBR-65Sh fastening is cheaper than other structures in the first 10 years of operation, however, the further costs of the current track maintenance and repairs are more than other options.
As a result of calculating the life cycle cost estimation and annual average indicators; it was found that the design of the track with fastening W30 is considered the most cost-effective option. The average annual life cycle cost for 36 years of operation along the track with Fossloh W30 fastening is 589 thousand rubles, with ZhBR-65 PShM - 615 thousand rubles and with ZhBR-65Sh - 634 thousand rubles. The results obtained in this work can be used by the railway complex subdivisions in the design of repairs, planning the costs of repairs and maintenance of the railway track.
Key words: railway track; permanent way; rail fastening; life cycle cost.
Косенко Сергей Алексеевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: [email protected]
Акимов Сергей Сергеевич - преподаватель кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: [email protected]
Богданович Светлана Васильевна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: [email protected]
Соколовский Иван Константинович - аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: [email protected]
