CC BY
107
76
Современные технологии - транспорту
ППР 2.13 - отделочные работы;
ППР 2.14 - монтаж оборудования.
ПОР объединяются в ППОС.О.О - строительство вокзального комплекса.
Одновременно используются показатели динамики финансирования объекта, определяются темпы производства работ по каждому уровню в зависимости от темпов финансировании (j1, j2, j3 на рис. 3, б).
Заключение
Регламентирование организации строительства крупных транспортных объектов с использованием иерархии моделей ППОС-ПОР-Ш!Р позволяет: согласовывать взаимосвязь генподрядных и субподрядных строительных организаций, темпы работ, определять приоритетное направление развертывания строительных потоков в случае изменения динамики финансирования, сокращения директивных сроков строительства, определения в ходе строительства приоритетных объектов и т. д.
Библиографический список
1. СНиП 3.01.01.85* Организация строительного производства.
2. СНиП 12.01.2004 Организация строительства.
3. Гусаков А. А. Основы проектирования организации строительного производства / А. А. Гусаков. - М.: Стройиздат, 1977.
4. Жинкин Г. Н. Система календарных планов для строительства железных дорог / Г. Н. Жинкин // Транспортное строительство. - 1979. - №5.
5. Кабанов А. В. Основы системного экономико-математического моделирования организации строительства железных дорог / А. В. Кабанов // Экономика и математические методы. - 2004. - Т. 40. - №2.
6. Кабанов А. В. Особенности реализации целей инвестиционных проектов железнодорожного строительства в условиях совершенствования институтов рыночной инфраструктуры / А. В. Кабанов // Взаимосвязь институциональных изменений и социально-экономической динамики в современной России : сб. докладов. - М.: ЦЭМИ РАН, 2005.
Современные технологии - транспорту
УДК 629.4.027:629.46
С. В. Борисов
2006/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Современные технологии - транспорту
77
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА И ПРОДЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНА
Представлены результаты анализа технического состояния вагонов метрополитена. Приведены исследования напряженно-деформированного состояния вагона метрополитена типа Е на основе многофакторного вычислительного эксперимента и натурных испытаний. Разработаны и обоснованы конструктивные предложения по повышению остаточного ресурса вагонов метрополитена.
вагон метрополитена, остаточный ресурс.
Введение
В настоящее время в Санкт-Петербургском метрополитене эксплуатируется электроподвижной состав типов Е, Ем и 81-й серии. На сегодняшний день нормативный срок службы большинства этих вагонов истек, а эксплуатация такого подвижного состава запрещена действующими документами на данный вид состава. Подвижной состав, выработавший ресурс, подлежит списанию, но выделяемые финансовые средства для обновления рабочего парка вагонов поступают в ограниченном количестве. О росте парка вагонов на Ленинградском-Петербургском метрополитене можно судить по следующим данным: 1955 год - 59 вагонов, 1965 - 118, 1970 -218, 1975 - 460, 1980 - 755, 1985 - 947, 1990 - 1205, 1995 - 1246, 2000 -1357, 2005 - 1390.
Учитывая, что электроподвижной состав метрополитена проходит регулярное техническое обслуживание, эксплуатируется в условиях защиты от внешних атмосферных осадков и не испытывает продольных нагрузок, превышающих 40...50 т (вследствие распределения тягового усилия и малой составности), было выдвинуто предположение о возможности остаточного ресурса для единиц подвижного состава метрополитена, не подвергшихся аварийным сверхнормативным нагрузкам в процессе эксплуатации.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2006/4
78
Современные технологии - транспорту
1 Теоретические исследования прочностных характеристик и остаточного ресурса вагонов метрополитена
1.1 Разработка программ и методик технического диагностирования вагонов метрополитена
Важнейшим элементом расчетно-экспериментально-статистического метода управления индивидуальным ресурсом вагона метрополитена в эксплуатации является получение достоверной информации о его техническом состоянии с помощью технических средств диагностирования.
Разработанный в данной работе алгоритм диагностирования технического состояния базовых частей вагонов включает следующие этапы.
На первом этапе исследования производится анализ технической документации, изучение интенсивности эксплуатации обследуемых вагонов.
На втором этапе проводится органолептический контроль (наружный осмотр) рамы и кузова вагона. В задачу этого контроля входит визуально и с помощью измерительных инструментов выявить отклонения геометрических размеров конструкций обследуемого вагона от проектных размеров, а также трещины, деформации, другие дефекты. Кроме того, нужно определить зоны углубленного исследования (при необходимости) материала и сварных соединений конструкций.
На третьем этапе проводится толщинометрия основных несущих элементов конструкции вагона метрополитена. На этом же этапе производится контроль сварных швов и наиболее нагруженных зон металлоконструкции вагона, после этого - дефектоскопия стандартными методами (ультразвуковая дефектоскопия и капиллярный контроль).
На четвертом этапе проводится расчет прочности и устойчивости несущих элементов вагона с учетом эксплуатационного уменьшения толщин элементов вследствие коррозии для выявления наиболее нагруженных элементов и узлов конструкции.
На пятом этапе производятся работы, связанные с обоснованием и выбором конструктивных предложений по повышению остаточного ресурса вагона.
На шестом этапе для подтверждения правильности назначения нового срока службы после истечения нормативного проводятся натурные испытания вагона, по выбранным критериям производятся оценка и прогнозирование остаточного ресурса и принимается окончательное решение о дальнейшей эксплуатации вагона метрополитена или исключении его из инвентарного парка.
1.2 Статистическая обработка результатов технического диагностирования
В результате обследования технического состояния металлоконструкций кузовов и рам вагонов были выявлены многочисленные случаи коррозии, величина которой достигала 40% (продольной балки в ее консольной
2006/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Современные технологии - транспорту
79
и средней частях, в районе боковых дверей), а также случаи сквозной коррозии обшивки кузова на уровне рамы вагона в зоне концевой части, консольной части продольной балки и зоне дверных порогов. Большая часть вагонов имела коррозию (до 10%) обшивки кузова в зоне накладного декоративного профиля, подоконного пространства и водостока. Коррозионные повреждения наблюдались также на концевых частях рамы вагона и на хребтовых балках.
На рисунках 1 и 2 приведены гистограммы распределения неисправностей рам и кузовов вагонов метрополитена, возникших вследствие их коррозионной деградации (выборка из 460 вагонов).
Рис. 1. Коррозия базовых элементов рамы
Рис. 2. Коррозия базовых элементов кузова
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2006/4
80
Современные технологии - транспорту
1.3 Проведение многофакторного вычислительного эксперимента по оценке прочности, надежности и долговечности кузова и рамы вагона типа Е
Для оценки влияния коррозионного износа элементов рам и кузовов вагонов метрополитена на прочность был выполнен расчет статической нагруженности вагона метрополитена типа Е. Расчет производился в соответствии с Нормами для расчета и проектирования механической части новых и модернизируемых вагонов метрополитенов СССР колеи 1520 мм (1987).
В соответствии с рекомендациями Норм расчет производился методом конечных элементов, с использованием конечно-элементного (КЭ) пакета АКБУБ, версия 8.0. Для расчета была разработана пластинчато-стержневая конечно-элементная модель. Элементы балок, стоек и гофр имитировались КЭ типа балка (6 степеней свободы в узле КЭ), листы обшивки кузова имитировались пластинчатыми элементами (6 степеней свободы в узле КЭ).
Для элементов бокового пояса рамы с коррозионным износом, превысившим 30%, предусмотрено их восстановление путем применения ремонтных накладок. Поэтому в КЭ расчетной схеме учитывалось наихудшее возможное сочетание (комбинирование) параметров технического состояния элементов рамы - коррозионный 50%-ный износ бокового пояса и концевой части рамы.
Результаты расчетов вагонов метрополитена позволили сделать вывод о том, что прочность элементов вагонов метрополитена серии Е, подвергшихся коррозии (бокового пояса и концевой части рамы) при всех расчетных режимах удовлетворяет требованиям «Норм...» Учитывалось, что коррозийный износ не должен превысить 50% от номинальной толщины за суммарный срок службы 50 лет.
1.4 Обоснование и выбор конструктивных предложений
по повышению остаточного ресурса вагонов метрополитена
По результатам проведенного расчета была разработана конструкторско-технологическая документация для ремонта вагонов с выявленными дефектами (ремонтный бюллетень ЕМ 4469 БР).
Ремонту подлежат вагоны, у которых коррозионное повреждение (утонение) несущих элементов кузова составляет более 30% от номинальной толщины, вагоны с установленными ранее накладками на кузове вагона, у которых в результате коррозии обшивки имеются разрывы по сварному шву, соединяющему накладку с обшивкой кузова. Усиление утоненных элементов боковой или концевой балок до 30% при сквозной коррозии обшивки кузова производится с помощью установки вставок толщиной 2 мм.
Несущие элементы кузова, коррозийный износ которых менее 30% и отсутствует сквозная коррозия, ремонту не подлежат. При утонении эле-
2006/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Современные технологии - транспорту
81
ментов рамы вагона более 30% со сквозной коррозией обшивки участок сквозной коррозии вырезается и устанавливается накладка толщиной 4 мм, а при не сквозной - 2 мм. Все работы производятся с внешней стороны кузова вагона.
2 Экспериментальные исследования прочности, надежности и долговечности вагона метрополитена типа Е
Для подтверждения правильности назначения нового срока службы после истечения нормативного были проведены натурные испытания вагона метрополитена № 3187 модели Е 1964 года постройки.
Испытания вагона проводились согласно разработанным и согласованным программам и методикам в следующем объеме:
испытания на статическую прочность;
испытания на прочность кузова при действии продольных инерционных сил (соударение);
испытания по сбрасыванию с клиньев.
Для создания продольных усилий на раму вагона использовался стенд для нагружения рам вагонов продольными нагрузками. Испытания на соударение проводились на стенде «Стенд-горка» ФГУП НВЦ «Вагоны» на ст. Предпортовая Октябрьской ж. д.
На основании полученных результатов был сделан вывод, что конструкция вагона метрополитена удовлетворяет условиям прочности. Результаты проведенных испытаний были использованы для оценки долговечности конструкции вагона метрополитена.
Заключение
На основании выполненного комплекса теоретических и экспериментальных исследований прочности вагонов метрополитена типа Е, а также проведенного диагностирования была сделана оценка зависимости их остаточного ресурса от технического состояния и проведенных ремонтно-восстановительных работ при условии, что суммарный срок службы вагона не будет превышать 50 лет.
Определенный таким образом остаточный ресурс эксплуатации для каждого конкретного вагона являлся основанием для назначения ему срока продления службы.
Таким образом, анализируя техническое состояние вагона и планируя необходимые объемы ремонтных работ, можно устанавливать срок продления его эксплуатации.
По результатам произведённой оценки были сделаны выводы о том, что долговечность вагона № 3187 1964 года постройки после ремонта составляет не менее 6 лет эксплуатации.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2006/4
