Анализ износа рельсов в кривых в условиях тяжеловесного движения на горно-перевальных участках

-

Весь текст будет доступен после покупки

Изменившиеся в последние годы условия эксплуатации горно-перевальных участков потребовали разработки новых приемов эксплуатационной работы, так как в настоящее время на сети железных дорог растет число участков движения тяжеловесных и соединенных поездов при активном увеличении сети вагонами с осевой нагрузкой 25 тс, в том числе и на участках со сложными эксплуатационными условиями. Чтобы реализовать возможность пропуска поездов повышенной массы и длины по участкам со сложным рельефом, не снижая темпов провозной и пропускной способности, необходимо решить ряд задач по возможности проведения работ по текущему ремонту пути в полном объеме. Горно – перевальные участки железной дороги сложны в эксплуатации, а также сложны в поддержании их в технически исправном и безопасном для реализации пропуска поездов, в том числе поездов повышенной массы и длины.
В условиях непрерывного роста объемов перевозок назрела необходимость совершенствовать конструкцию и технологию содержания железнодорожного пути на горно – перевальных участках. Необходимо также решить вопросы соблюдения технологической дисциплины при планировании и выполнении работ по ремонту и обслуживанию инфраструктуры. С учетом появления современных локомотивов повышенной мощности, увеличения осевых нагрузок вагонов до 25 тс, а масс поездов до 9000 т при тяге с головы и до 14200 т - при соединенных поездах, необходимы испытания по воздействию на путь не только отдельных единиц подвижного состава, но и всего поезда. Технологическая нагрузка на инфраструктуру возрастает.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Описание процесса
1.1 Характеристика горно-перевального участка

Участок магистрали является постройкой прошлого века. Эксплуатационная длина горно-перевального участка составляет 82 км. Протяженность пути с уклонами круче 15‰ – 31,9%. Особенностью горно-перевального участка является наличие кривых радиусом до 300 метров в сочетании с уклоном профиля до 21 ‰. В общей сложности протяжение кривых участков пути составляет 72,3% от общего протяжения дистанции пути, в т.ч. радиусом менее 350 м – 49% от всех кривых участков в границах дистанции, и более половины участков подъемы и спуски от 10 до 21‰. Конструкции верхнего строения пути в границах дистанций представлены следующими типами – бесстыковой путь с железобетонными шпалами на щебеночном балласте. Имеются участки звеньевого пути с деревянными шпалами. Рельсы – Р65. Анализ протяженности кривых участков на перегонах С-ой и М-кой дистанций пути показал, что на большинстве перегонов протяженность кривых радиуса 1200 м и менее превышает 70% от длины всех кривых на участке – рисунок (1.1).










Рисунок 1.1 – Протяженность кривых участков пути различного радиуса
в границах ПЧ-Х
Из рисунка (1.1) видно, что крутизна уклонов на горно-перевальном участке Б. – С., составляющим 47% протяженности главных путей С-кой дистанции пути, достигает 21‰. На М-кой дистанции величина уклонов профиля находится в диапазоне ±10‰. Полигон дистанций характеризуется не только большой протяжённостью кривых малого радиуса и участками сложного профиля, но и наличием мест селевых сплывов, осыпей камней, бурных горных рек, близкого расположения водного источника от железнодорожного полотна и другими географическими особенностями местности.
По данным С-кой дистанции пути Дальневосточной дирекции инфраструктуры, рост грузонапряженности по 2 пути горно-перевального участка Х – С за период 2013-2020 годов составил 27%. К 2036 году ожидается дальнейшее увеличение грузонапряженности до 236 млн. т брутто. (рисунок 1.2).











Рисунок 1.2 – Динамика роста грузонапряженности на 2 пути горно-перевального участка Х – С

Большие силовые воздействия в контакте «колесо-рельс» (особенно при движении в условиях сложного плана и профиля на перевале), приводят к более интенсивному развитию поверхностных дефектов рельсов на участках максимальной тяги и рекуперативного торможения.
В настоящее время на особо напряженных направлениях Дальневосточной железной дороги ежегодно увеличивается эксплуатация локомотивов современной конструкции с поосным регулированием силы тяги, с асинхронными двигателями, в том числе 2ЭС6 (например «Синара»), 2ЭС10, 3ЭС10 (например «Гранит»), 2ЭС5К, 3ЭС5К (например «Ермак»), обладающие большей тяговой мощностью по сравнению с эксплуатируемыми ранее ВЛ-80 и их модификациями. Также увеличивается количество инновационных вагонов с нагрузкой на ось 25 тс. За последние 5 лет по сети парк инновационных вагонов с осевой нагрузкой 25 т увеличен более чем в 6 раз (количество инновационных вагонов с нагрузкой на ось 25 т, курсирующих в границах Дальневосточной железной дороги, возросло с 977 шт. в 2017 году до 13404 шт. в 2021 году (более чем в 13 раз), а парк локомотивов (с асинхронным приводом) в 2-х, 3-х, 4-х секционном исполнении возрос на 71%.
Анализ динамики одиночного выхода рельсов на горно-перевальном участке с 2014 года свидетельствует о росте отказов на 40% (одиночный выход рельсов в 2019 г. составил 251 шт. против 151 шт. в 2014 г.) на 2 пути, и на 70% (одиночный выход рельсов в 2019 г. - 94 шт. против 28 шт. в 2014 г.) на 1 пути.
Поддержание пути в технически исправном состоянии в условиях перевального участка требует разработки специальных мер по организации динамики одиночного выхода рельсов на горно-перевальном участке с 2014 года свидетельствует о росте отказов на 40% (одиночный выход рельсов в 2019 г. составил 251 шт. против 151 шт. в 2014 г.) на 2 пути, и на 70% (одиночный выход рельсов в 2019 г. - 94 шт. против 28 шт. в 2014 г.) на 1 пути.
Поддержание пути в технически исправном состоянии в условиях перевального участка требует разработки специальных мер по организации технического обслуживания пути с учетом особенностей работы конструкции пути в данных условиях и динамики накопления расстройств.
В настоящее время для участка имеются две проблемы при техническом обслуживании горно-перевальных участков – высокая грузонапряженность, (2012 год – 136 млн. т брутто, 2022 год – 180 млн. т брутто) затрудняющая предоставление достаточного количества «окон» для работ по техническому обслуживанию пути и недостаточная долговечность материалов верхнего строения при работе в условиях повышенной нагрузки пути. Дополнительно усложняет ситуацию интенсивный грузопоток, который делает практически невозможной работу по текущему содержанию участка пути в межпоездные интервалы (7 – 10 мин), более 83% (189/227) участков с плохой видимостью из всех по ПЧ-Х (55% кривых от общего протяжения, в т.ч. радиусом менее 350м – 38%). Это приводит к значительным потерям эксплуатационного штата в ожидании работ – более 60 % трудозатрат.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 14.12.2016 № 2540р. Форма доступа: www.rostransport.com
2. Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 14.12.2016 № 2544р. Форма доступа: www.rostransport.com
3. Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации- приказ Минтранса России от 21 декабря 2010 г. № 286, Форма доступа: www.rostransport.com
4. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации- ред. Приказа Минтранса России от 13.06.2012 N 164 (в современной редакции) Форма доступа: www.rostransport.com
5. Белоусов А.В. Текущее содержание и особенности эксплуатации пути в сложных условиях / Белоусов А.В., Коротаева И.М. // Молодая наука Сибири: электрон. научн. журнал. – 2020 – №4 (10)

Весь текст будет доступен после покупки