CC BY
20
иркутским государственный университет путей сообщения
Т а б л и ц а 3 Ранжирование проектных решений соприкосновения трассы ЛРТ с магистралями в зависимости от времени
Тип развязки на участке магистрали Прохождение линии ЛРТ по участку магистрали
Вдоль Поперек
В одном уровне: 1) проезжая часть расширяется 2) проезжая часть сужается и выполняется капитальный отвод магистрали: а) части полос движения б) всех полос движения 0 0,5 1 0
Автомагистраль на путепроводе (эстакаде) или в тоннеле: 1) проезжая часть расширяется на время строительства 2) проезжая часть сужается на время строительства 0 0,5 1
ЛРТ на эстакаде: 1) проезжая часть расширяется на время строительства 2) проезжая часть сужается на время строительства 0 0,5 0
ЛРТ в тоннеле «мелкого» заложения: 1) проезжая часть расширяется на время строительства 2) проезжая часть сужается на время строительства 0 0,5 1
ЛРТ в тоннеле «глубокого» заложения 0 0
• обеспечение оперативной оценки вариантов трасс, благодаря возможности быстрого считывания необходимых исходных данных.
Стоит заметить, что указанные преимущества эффективны лишь при совместном использо-
вании таких карт критериев, за счет поочередной
корректировки по ним вариантов трассы ЛРТ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Развитие аэропорта Иркутск. Краткое обоснование инвестиций в развитие аэропорта Иркутск. Комплексная экспертная оценка целесообразности устройства грузопассажирского железнодорожного сообщения г. Иркутск - Аэропорт Иркутск-Новый : пояснительная записка. Арх. № А-3233/Ш. Том 4.5 / ФГУП ГПИ НИИ ГА «Аэропроект», ОАО «Иркутскгражданпроект», ВСИПТС ИрГУПС. М. : «Аэропроект», 2008. 48 с.
2. Гавриленков, А. В. Теоретические основы проектирования скоростных и высокоскоростных железнодорожных магистралей : монография / под науч. ред. проф. С.М. Гончарука. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2004. 210 с.
3. СНиП 2.05.09-90 Трамвайные и троллейбусные линии / Минжилкомхоз РСФСР. Введ. 1 января 1991; взамен СНиП II-41-76. М. : Госстрой СССР, 1991. 57 с.
4. Морозов А. С. О современном подходе к легкорельсовому транспорту [Электронный ресурс] / А. С. Морозов, В. Э. Свириденков // Вопросы планировки и застройки городов : материалы XVI междунар. науч.-практ. конф. Пенза : ПГУАС, 2009. URL : http://www.moscowlrt.ru/64.html (дата обращения 8.02.2012).
УДК 625.143.1 Карпов Иван Геннадьевич,
аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство» ИрГУПС, тел.: 89501441346, e-mail: Karpov_ig@irgups.ru
ВЛИЯНИЕ ПРОПУЩЕННОГО ТОННАЖА НА УПРУГИЙ ОТПОР ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ШПАЛ ПРИ ДЕЙСТВИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ НАГРУЗКИ
I. G. Karpov
INFLUENCE OF THE PASSED TONNAGE ON ELASTIC REPULSE OF FERRO-CONCRETE CROSS TIES AT ACTION OF HORIZONTAL CROSS-SECTION LOADING
Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований по определению величины упругого отпора железобетонных шпал, от действия горизонтальной нагрузки, направленной перпендикулярно оси пути, на участках с различным пропущенным тоннажем.
Ключевые слова: упругий отпор, экспериментальное исследование, железобетонные шпалы, горизонтальная нагрузка.
Abstract. Results of experimental researches for definition of size of elastic repulse of ferro-
concrete cross ties, from action of the horizontal loading, directed perpendicularly to the line axis, on sites with the various passed tonnage are resulted.
Keywords: elastic repulse, an experimental research, ferro-concrete cross ties, horizontal loading.
Одним из важнейших факторов, негативно влияющих на устойчивость бесстыкового пути является наличие на нем отступлений в плане. Устойчивость пути тем ниже, чем выше степень отступления [1, 2]. Отступления пути в плане возникают вследствие воздействия на путь различных
Системный анализ. Моделирование. Транспорт. Энергетика. Строительство _Экономика и управление_
ш
силовых факторов, таких как температурные сжимающие силы и воздействие подвижного состава. Кроме того, наличие неисправностей пути в плане приводит к увеличению сил взаимодействия пути и подвижного состава, что, в свою очередь, снижает эффективность применения бесстыкового пути вследствие возникновения дополнительных затрат электроэнергии локомотивов, затрачиваемой на преодоления неровностей пути. Исходя из вышесказанного, исследование факторов, влияющих на возникновение неисправностей пути в плане, является актуальной задачей, требующей проведения ряда экспериментальных и теоретических исследований.
На образование неисправностей пути в плане большое влияние оказывает величина упругого отпора подрельсового основания при действии горизонтальных сил, имеющих перпендикулярное оси пути направление. В процессе эксплуатации пути изменяются его характеристики, в том числе и величина упругого отпора подрельсовых опор. Основным показателем, влияющим на изменение характеристик пути, является пропущенный тоннаж. Для выявления изменений величины упругого отпора железобетонных шпал в процессе эксплуатации была разработана методика определения величины упругого отпора железобетонных шпал на участках с различным пропущенным тоннажем. В соответствии с разработанной и утвержденной службой пути ВСЖД - филиала ОАО РЖД - методикой были проведены экспериментальные исследования по определению величины упругого отпора железобетонных шпал на участках с различным пропущенным тоннажем.
Для создания сдвигающего усилия использовалось специально разработанное устройство (рис. 1), состоящее из следующих элементов: рама, домкрат, динамометрическое кольцо, датчик перемещения.
Для создания сдвигающего усилия использовался винтовой домкрат, способный создавать усилие до 2000 кг, это усилие являлось достаточным для проведения экспериментов на освобожденной от связей с рельсами шпале.
Для контроля усилия использовалось динамометрическое кольцо, которое располагалось между упорной пластиной рамы и домкратом. Данное положение позволяло с достаточной точностью фиксировать прикладываемую к торцу шпалы силу.
Фиксация перемещений осуществлялась с помощью датчика перемещения часового типа, установленного на шпале с противоположной стороны от устройства для создания сдвигающей силы.
Для проведения экспериментов выбрано несколько участков железнодорожного пути, находящихся на Восточно-Сибирской железной дороге. Описание экспериментальных участков и их основных характеристик приведено ниже.
Т а б л и ц а 1
Экспериментальный участок
Эксплуатационный показатель Мегет -Иркутск-Сортировочный Перегон Подка-менная -Глубокая Перегон Иркутск-Пасс. -Академическая
Тип шпал Ш-3 Ш-3 Ш-3
Скрепление ЖБР-65Ш ЖБР-65Ш ЖБР-65Ш
Балласт, фракция Щебень, 25-50 мм Щебень, 25-50 мм Щебень, 25-50 мм
Наработанный тоннаж, млн т брутто 0 5 120
Период после капитального ремонта, мес. 0 мес. 6 мес. 12 мес.
Рис. 1. Устройство для создания сдвигающего усилия, действующего на шпалу
Рама представляет собой металлический каркас из профиля квадратного сечения, с одной стороны рама имеет пластину для упора домкрата, с другой стороны к раме приварены типовые накладки типа КД, предназначенные для крепления рамы к подошве рельса. Крепления рамы к рельсу осуществлялось путем затягивания клемм-ных болтов на накладках, приваренных к раме.
Определение величины упругого отпора железобетонных шпал производилось в следующей последовательности:
1. При проведении экспериментов первым этапом выбирались шпалы, на каждом из экспериментальных участков выбирались по 5 шпал. Выбранные шпалы должны быть без механических повреждений, рядом со шпалой не должно быть визуальных признаков выплесков, скрепления должны быть исправны с затянутыми болтами, при проходе подвижного состава не должно быть визуальных признаков наличия потайной просадки.
2. Производилась установка устройства для создания нагрузки на шпалу. Устройство устанавливалось к торцу шпалы, расположенному со стороны междупутья, для этого удалялся щебень от торца шпалы (на 5 см ниже нижней постели шпалы) и из подрельсовой зоны (на 7-8 см ниже подошвы рельса).
3. Устанавливался датчик перемещения и производилась его настройка. При проведении
иркутским государственный университет путей сообщения
экспериментов применялся датчик перемещения часового типа, с точностью измерения перемещений 0,01 мм.
4. Далее производилось нагружение шпалы ступенями со значением перемещения 0,05. После каждого нагружения производилось снятие нагрузки и анализ остаточных перемещений. Нагружение шпал производилось до значения перемещения, равного 2 мм.
5. Производилась установка шпалы в первоначальное положение.
На каждом из экспериментальных участков было произведено по 5 измерений. Шпалы, на которых производись эксперименты, располагались на расстоянии 25 м друг от друга, это было необходимо для получения усреднённой картины по участку.
В результате проведенных экспериментов по определению величины упругого отпора железобетонных шпал при действии горизонтальной нагрузки, направленной перпендикулярно оси пути, на участках с различной грузонапряженностью были построены зависимости, имеющие вид, приведенный на рисунках 2, 3, 4.
Рис. 2. Перегон Мегет - Иркутск-Сортировочный, ппопушенный тоннаж - 0 млн т бпхтто
, С]М:|, К'Г
•^Перемещение шпалы
— Остаточные перемещения после снятия нагрузки,
— Величина упругого отпора_
Рис. 3. Перегон Подкаменная - Глубокая, пропущенный тоннаж - 5 млн т бпх тто
< 'или. КГ
-11сремещснис шпалы
••• Остаточные перемещения шпалы после снятия нагрузки. ~~ Величина упругого отпора
Рис. 4. Перегон Иркутск-Пассажирский - Академическая, пропущенный тоннаж - 120 млн т брутто
На полученных графиках приведены 3 зависимости: первая сверху - зависимость силы от перемещений, вторая зависимость - величина упругого отпора после снятия нагрузки от торца шпалы, третья зависимость - величина остаточных перемещений после снятия нагрузки.
Как видно из графиков, с ростом силы, прикладываемой к торцу шпалы, растет и перемещение, на которое шпала сдвигается, при этом растут остаточные перемещения и величина упругого отпора.
Для более детального анализа была сделана выборка данных значений упругого отпора железобетонных шпал при значениях нагрузки, составляющих 0, 50, 100, 150, 200, 250 кг.
По данным произведенной выборки были получены графические зависимости и определены аппроксимирующие функции (рис. 5). Аппроксимирующая функция зависимости остаточных перемещений от поперечной нагрузки, полученная по средним значениям, имеет следующий вид:
/(х) = р1 ■ х4 + р2 ■ х3 + р3 ■ х2 + р4 ■ х1 + р5, (1) где х - значение нагрузки;
p1 = 2,43-2-10; p2 = -8,42-2-8; p3 = 8 71-10"6; p4 = 1,01-Ю"4; p5 = 1,74-10 .
По полученным данным можно сделать вывод о том, что с увеличением пропущенного по участку пути тоннажа снижается величина остаточных перемещений и соответственно увеличивается величина упругого отпора железобетонных шпал.
График астаточнык перемещений
■1 ■ пропущенный тоннэж а мли.т. брутто '2 - пропущенный т млн. т. брутто ■ 3 - пропущенный т млн. т. брутто - среднее значение
Рис. 5. График остаточных перемещений
В результате проведения экспериментальных исследований и последующей обработки полученных данных было установлено, что появление остаточных перемещений наблюдается даже при незначительных нагрузках. К примеру (рис. 3), при поперечном перемещении шпалы на 0,5 мм остаточное перемещение составляет 0,1 мм. Далее с увеличением нагрузки и увеличением перемещений происходит и рост остаточных перемещений. При значении поперечного перемещения шпалы в 1,5 мм остаточное перемещение составляет 0,55 мм. Данный эксперимент подтверждает то, что в процессе эксплуатации может происходить значительное накопление остаточных поперечных деформаций, которые, в свою очередь, негативно сказываются на эксплуатацион-
Системный анализ. Моделирование. Транспорт. Энергетика. Строительство _Экономика и управление_
ш
ных показателях пути. Таким образом, накопление остаточных перемещений может приводить к снижению устойчивости бесстыкового пути из-за наличия неровностей пути в плане, а также увеличению величины сил взаимодействия пути и подвижного состава, что приводит к увеличению затрат энергии локомотивов, расходуемой на преодоление неровностей пути.
Выводы
Определены зависимости величин упругого отпора и остаточных перемещений в зависимости от пропущенного по участку пути тоннажа.
Путем аппроксимации среднего значения экспериментальных данных получена функция зависимости остаточных перемещений от действующей поперечной силы.
По полученной зависимости установлено, что при увеличении пропущенного тоннажа по участку величина остаточных перемещений снижается.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Коган А. Я. Взаимосвязь критической температурной силы в рельсе с размерами неблагоприятной неровности / А. Я. Коган, И. В. Полещук // Вестник ВНИИЖТ. 2000. №7. С. 3-7.
2. Коган А. Я. Нелинейная устойчивость бесстыкового пути в прямых участках при наихудшей форме начальной ненапряженной неровности / А. Я. Коган, В. А. Грищенко // Вестник ВНИИЖТ 1992. № 3. С. 40-45.
3. Бесстыковой путь Альбрехт В. Г., Бромберг Е. М., Зверев Н. Б. / под ред. д-ра тех. наук Е. М. Бромберга. М. : Транспорт, 1982. 206 с.
4. Бесстыковой путь / В. Г. Альберехт, Н. П. Ви-ногоров, Н. Б. Зверев и др.; под ред. В. Г. Альбрехта, А. Я. Когана. М. : Транспорт, 2000. 408 с.
5. Суслов О. А. Расширение сферы применения бесстыкового пути на горно-перевальных участке в условиях экстремальных температур : дис... канд. техн. наук. Иркутск, 2004. 187с.
УДК 625.031.3 Лагерев Сергей Юрьевич,
аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство»,ИрГУПС, тел. 89500697565, e-mail: lsu@yandex.ru
РАБОЧАЯ РЕПЕРНАЯ СЕТЬ НА НЕЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ УЧАСТКАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
S. U. Lagerev
WORKING REFERENCE GRID ON NONELECTRIFIED SITES OF
THE RAILWAY
Аннотация. В статье предложена конструкция рабочей реперной сети для неэлектри-фицированных участков пути, позволяющая выполнять съемку плана комбинированным способом.
Ключевые слова: рабочая реперная сеть, план пути, способ стрел, съемка пути.
Abstract. In the article the design of the working reference grid for nonelectrified sites of the railway is offered, providing a technique of carrying out gaugings.
Keywords: working reference grid, railway plan, way of arrows, railway shooting.
В настоящее время в России существует две системы содержания геометрии железных дорог:
- реперная, позволяющая поддерживать проектную геометрию железных дорог;
- безреперная, при которой проектной геометрии фактически не существует, что, как известно, приводит к появлению длинных неровностей, быстрому износу элементов пути и подвижного
состава, особенно при повышенных до 100 и более километров в час скоростях движения [1].
Из вышесказанного следует, что применение реперных систем является необходимым условием для точного пространственного содержания пути в плане. В настоящее время на ВСЖД создана рабочая реперная система, которая может позволить содержать путь в координатной системе. Однако пункты рабочей реперной сети закладываются в опоры контактной сети, что не дает возможности ее устройства на неэлектрифицированных участках.
Для возможности содержания пути в координатной системе на неэлектрифицированных участках пути предлагается применение в виде геодезических пунктов винтовых свай [2]. Свайные пункты располагаются группами в количестве 3-4 шт. через определенное расстояние 8 между группами (рис. 1). Съемка плана пути как для текущего его содержания, так и для его ремонтов должна выполняться комбинированным способом
[3].
