CC BY
11
Анотацн
Наведено результати дослщжень застосу-вання метода сшнченних елементiв при визначеннi спйкосп укосiв армованого земляного полотна.
Приведены результаты исследований приме-
нения метода конечных элементов при определении устойчивости откосов армированного земляного полотна.
The results of studies of the finite element method to determine the stability of slopes reinforced roadbed.
УДК 625.1 : 656.2.022.846 ЧЕРНИШОВА О С., к.т.н., доцент (ДНУЗТ) Втрати залiзницi вщ обкатки коли
Вступ
На зал1зницях Украши тсля прове-дення модершзацп коли або каттального ремонту призначають, так звану, обкатку коли з метою ущшьнення щебеневого шару, зменшення сил взаемодй рухомого складу та коли, забезпечення р1вном1рно! осадки коли та й стшкосп. Зпдно з «1н-струкщею з улаштування та утримання коли зал1зниць Украши» ЦП-0269 [1] обкатка вважаеться завершеною тсля пропуску по дшянщ 350 тис т. У цей час рух по!зд1в вщбуваеться з обмеженими швид-костями, що впливае на експлуатацшш витрати зал1зниць.
Анал1з останн1х досл1джень i публжацш
Дослiдження щодо економiчноi ефе-ктивностi застосування динамiчних стабь лiзаторiв, якi проводилися вченими в останш роки, не розповсюджуються на порiвняння вартостi робiт 3i стабiлiзацГi коли та втрат залiзницi за перюд дй обка-
тки. Оскшьки тд час обкатки пойди ру-хаються з обмеженою швидкютю, то це викликае вщповщш фшансов1 втрати. Об-меження швидкост не лише призводять до зростання часу руху, але й у деяких випад-ках до пщвищеного споживання паливно-енергетичних ресурав. А на дшянках га-льмування та розгону безпосередньо перед та за дшянками обмеження спостер1гаеть-ся бшьш штенсивне розладнання колй та зростання витрат на й поточне утримання. Основш положення 1з зазначеного питання викладено у роботах [2-6].
У робот [6] запропонована методика щодо ощнки економ1чно! ефективност вщ усунення обмежень швидкост руху по!з-д1в для дшянок зал1зниць Украши з р1з-ними умовами експлуатацй. Дана методика включае в себе розрахунок втрат зал1з-нищ, що зумовлеш: додатковим часом руху, тдвищеним споживанням паливно-енергетичних ресурЫв та витратами на поточне утримання. З метою встановлен-ня аналогично! залежност для визначення останньо! складово! методики, авторами
було проаналiзовано статистичнi данi по Приднiпровськiй та Львiвськiй залiзницi. Було опрацьовано шформацш про витра-ти на поточне утримання колп для кшоме-трiв, на яких по'1'зди рухаються у режимi гальмування або розгону. При цьому вра-ховувалися параметри поздовжнього про-фiлю та плану лшп. А також вантажонап-руженiсть дшянок залiзницi.
Постановка задач1
Метою даного дослщження е розроб-ка методики щодо оцiнки фiнансових втрат зашзнищ вiд обкатки коли на донках з р> зними умовами експлуатаци, а також на-дання рекомендацш зi зниження зазначених втрат.
Виклад матер1алу
Призначення обкатки коли передба-чае тсля вiдкриття вщремонтовано'1 д^н-ки пропуск перших двох поiздiв з допусти-мим рiвнем швидкостi 25 км/год, шших по'1-здiв до кшця дня - 60 км/год, а тсля - 100 км/год. Виходячи з цього й проводилися подальшi дослщження за методикою, що розроблена у [6]. Вихщт даш до розрахун-ку прийнято таю: електрична та тепловозна тяга, маси вантажних поiздiв коливалися вiд 3 000 до 5 000 т, маса пасажирського по'1зда прийнята рiвною 1000 т, ухили поздовжнього профшю розглядалися у дiапазонi 0...8%о, iнтенсивнiсть руху - 5... 50 по'1з-дiв/добу.
У першу чергу додатковi витрати залiз-ницi вiд ди обкатки коли залежать вiд терм^ ди обкатки, який, в свою чергу, залежить вiд iнтенсивностi руху та мас по'1'здав. Така зале-жнiсть наведена на рис. 1.
25
х 20 d
« 15
V£3 О
л
£ 10 ц. га m
\
\
\
ч \
■-о- -□
10 20 30 40
Ытенсивысть руху, по'|^в/добу
50
■ 3000 т
5000 т
Рис. 1. Залежнють термшу ди обкатки вщ iнтенсивностi руху та маси вантажного
по'1'зда
З графiку видно (див. рис. 1), що чим на дшянщ, тим менший термiн обкатки й бшьша маса поiзда та штенсившший рух бiльшi експлуатацiйнi витрати.
5
0
5
Як було зазначено вище, на додатковi витрати залiзницi впливають змiни часу ру-ху, витрат на поточне утримання та палив-но-енергетичних ресурсiв при введенш обкатки коли. На витрати, пов'язаш зi спожи-ванням паливно-енергетичних ресурсiв впливае значення мехашчно'1 роботи локомотива, що визначалася за допомогою тяго-вих розрахунюв. А на витрати з поточного утримання - робота гальмiвних сил, яка та-кож визначалася тяговими розрахунками, наряду з часом руху. Змши часу руху для вантажних поiздiв масою 3 000 т з локомотивами ВЛ8 при електричнш тязi та 2ТЕ116 при тепловознш наведенi у графiчному ви-глядi на рис. 2. З графку (див. рис. 2) видно, що найбшьш штенсивно зростае час руху на некрутих пiдйомах та спусках та при
меншому рiвнi допустимо!' швидкосп.
На рис. 3 наведена залежнють зростан-ня мехашчно'1 роботи локомотива при введенш обкатки коли. На зазначеному графжу спостер^аеться аналогiчна до попереднього тенденцiя змш. Також спостерiгаеться сутте-вий вплив маси по'зда. Так, наприклад, при проходi по'зда масою 5 000 т зi швидюстю 25 км/год мехашчна робота локомотива буде бшьше майже на 30% нiж при проходi по'зда масою 3 000 т. Але при ухиш поздовжнього профилю бiльше за 5%о рiзниця майже вщ-сутня.
Аналогiчна картина наведена на рис. 4 у виглядi залежносп змiни роботи гальмiвних сил вiд ухилiв поздовжнього профшю, мас по'1здв та рiвня допустимо' швидкосп.
са
X >
х >
СР
>
о
а у
а н о о
СР
п
-10
-5Ухили поздовжнЬого профiлю, %0 5
10
-2ТЕ116, 3000 т, Уобм=25 км/ч -И-2ТЕ116, 3000 т, Уобм=60 км/ч -ВЛ-8, 3000 т, Уобм=25 км/ч —В—ВЛ-8, 3000 т, Уобм=60 км/ч
Рис. 2. Зростання часу руху при обкатщ коли
<1 1П
г
*
X
<0 Ш
1-
о г о
т О С
I-
о ю о о.
о
х
у
'х
та х
V
г к
X X
та
I-
о о
.
м
-10
-6 -4 -2 0 2 4 Ухили поздовжнього профiлю, %
10
■ ВЛ-8, 3000 т, Уобм=25 км/ч
■ ВЛ-8, 5000 т, Уобм=25 км/ч
-В— ВЛ-8, 3000 т, Уобм=60 км/ч -ВЛ-8, 5000 т, Уобм=60 км/ч
Рис. 3. Зростання мехашчно! роботи локомотива при обкатщ коли
л СП
К X X
го
ш
>
г л с
го
о ю о ср к
X X
го н и о ср п
-10
-4 -2 0 2 4
Ухили поздовжнього профшю, %
10
-ВЛ-8, 3000 т, Уобм=25 км/ч ■ВЛ-8, 5000 т, Уобм=25 км/ч
-В— ВЛ-8, 3000 т, Уобм=60 км/ч -ВЛ-8, 5000 т, Уобм=60 км/ч
Рис. 4. Зростання гальм1вних сил при обкатщ коли
6
8
6
8
Аналiз ряду наукових праць вггчизня-них та закордонних вчених [7-9] дозволив дшти висновку, що обкатку коли доцшьно замiнювати динамiчною стабiлiзацieю, що дасть змогу уникнути необхiдностi знижу-вати швидкють руху поiздiв на вщремонто-ванiй дiлянцi.
Так, авторами робгт [8-9] експериме-нтально встановлено, що тсля одте'1 ди-намiчноi стабшзаци колГi дозволяеться пропуск поiздiв з допустимим рiвнем шви-дкостi руху поiздiв - 100 км/год, тсля двох стабшзацш - 120 км/год.
З метою порiвняння витрат на дина-мiчну стабiлiзацiю та додаткових витрат залiзницi вiд обкатки колп на рис. 5 наведено узагальнеш результати дослiдження
у графiчному виглядi. Суцiльною жирною лiнiею на графшу (див. рис. 5) показан витрати на динамiчну стабiлiзацiю коли ввдремонтовано'1 дiлянки, iншими лiнiями - додатковi витрати залiзницi вiд дп обкатки при рiзнiй штенсивносп руху по!адв. Як i на попередтх графiках видно, що найбiльшi втрати залiзницi будуть на дь лянках з некрутими пiдйомами та спусками та штенсивнютю руху не менше 20 по-1здв/добу. Так, наприклад, на дiлянцi, по якш проходить близько 50 по'1здв за добу, втрати вiд дп обкатки коли у 2...3 рази перевищують вартiсть динамiчноi стабш-зацй, яка дозволяе пiсля вiдкриття перегону реалiзовувати швидкостi 100 км/год
35000 I 30000 . ^ 25000
20000
с
п
п
5
Й а
I-
т
15000
10000
5000
-6 -4 -2 0 2 4 6 Ухили поздовжнього профтю, %0
-•—ДВ при п=50 пощв/добу —ДВ при п=30 поíздiв/добу
Вартють стабiлiзацií -х—ДВ при п=20 поíздiв/добу
-ж—ДВ при п=10 поíздiв/добу
Рис. 5. Додатковi витрати залiзницi вiд обкатки коли
Отриманi результати доцшьно за-стосовувати при плануванн ремонтiв коли на дшянках з рiзними умовами експлу-атацй та при прийняттi рiшення щодо призначення обкатки або динамiчноi ста-бшзацп коли, виходячи не лише з техшч-них, але й з економiчних показникiв.
Висновки
За результатами проведеного досль дження встановлено наступне:
1. Призначення обкатки колп у тс-ляремонтний термiн призводить до втрат залiзницi, розмiри яких залежать вщ ште-нсивностi руху на дшянщ, вантажонапру-женостi, параметрiв поздовжнього проф> лю, довжини обмеження та шших факто-
0
8
рiв.
2. Застосування динамiчних стабш-заторiв дозволяе зменшувати сили взаемо-ди коли та рухомого складу, пщвищувати стшкють коли та збiльшувати мiжремонтнi штервали до 30%.
3. З економiчноi точки зору на дшя-нках з штенсивнютю руху понад 20 по'1здв/добу доцiльно призначати ди-намiчну стабiлiзацiю замiсть обкатки коли. Також на величину ефекту впливають параметри поздовжнього профшю дшян-ки, що ремонтуеться, найбшьший еконо-мiчний ефект вiдмiчений на некрутих тд-йомах та спусках (до 5 %), зi збiльшенням ухилу ефект знижуеться.
Список л1тератури
Iнструкцiя з улаштування та утримання коли залiзниць Укра'ни. ЦП-0269 [Текст]: вщ 22.. 12.2010, № 427-Ц - К., 2011. - 450 с.
Громова, Т. И. Окупаемость ремонтов пути [Текст] / Т. И. Громова, В. О. Певзнер // Путь и путевое хозяйство. -2000. - № 10. - С. 30-31.
Экономика железнодорожного
транспорта [Текст] : учеб. для студ. вузов / под ред. Б. М. Липидуса,
Н. П. Терешиной, М. Ф. Три-хункова. -М.: УМК МПС России, 2001. - 600 с.
Босов, А. А. Пщвищення ефективносп роботи транспортно!' систе-ми на основi структурного аналiзу [Текст] : монографiя / А. А. Босов, Н. А. Мухша, Б. П. Их. - Д., 2005. - 200 с.
Курган, М. Б. Встановлення ращонально'1 посшдовносп усунення об-межень швидкосп, зумовлених станом залiзничноi коли [Текст] / М. Б. Курган, Н. А. Мухша, О. С. Чернишова // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту залiзн. тр-ту iм.
акад. В. Лазаряна. - 2008. - Вип. 25. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2008. - С. 72-75.
Чернишова, О. С. Пщвищення
ефективносп заходiв зi зменшення обме-жень швидкосп руху по'адв, зумовлених станом залiзничноi коли [Текст] : автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.22.06 / Чернишова Оксана Сергивна. - Д., 2010. -23 с.
Личтбергер, Б. Результаты применения динамического стабилизатора пути [Текст] / Б. Личтбергер // Железные дороги мира. - 2002. - № 6. - С. 14-18.
Уманов М. И. Рекомендации по технологии выполнения ремонта пути на длительно закрытом перегоне и по установлению скоростей движения поездов после завершения этих работ [Текст] Уманов М. И /., Цыганенко В.В., Рейдемей-стер А.Г., Халипова Н.В. // Вюн. Дншропетр. нац. ун-ту залiзн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна. - Д., Вип. 17. - 2007. -С. 116-122.
Уманов М. И. Скорости движения поездов после ремонта пути [Текст] /. Уманов М. И., Цыганенко В. В, Рейдемей-стер А. Г. , Халипова Н. В // Путь и путевое хозяйство. - 2008. - №6. - С.14-15.
Анотацн
Наведено результаты дослщжень щодо встановлення додаткових витрат зал1знищ в1д до обкатки коли, що призначаеться у тсля ремонтний термш.
Изложены результаты исследований относительно определения дополнительных затрат железных дорог от обкатки пути, которая назначается в после ремонтный период.
The results of studies on the definition of additional costs of running rail path, which is assigned to the following maintenance period.
