3016

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

дет существенным, имеет смысл предварительно формировать составы так, чтобы затраты на операции с вагонами ЗСГ сводились к возможному минимуму.

Увеличение интервала между роспуском составов р связано с выполнением в горочной горловине следующих операций: расстановка отцепов ЗСГ по путям согласно их назначениям, ограждением вагонов ЗСГ на сортировочных путях и соединением их с накопленными вагонами прикрытия. В основном зависит от числа отцепов зсг, которые образуют вагоны ЗСГ при расформировании в соответствии с их назначением. Табличные значения [8] определены только для такого варианта, когда повторная сортировка осуществляется со стороны горки. Однако, как правило, работая по второму варианту (дополнительный привлекаемый локомотив), работа с вагонами ЗСГ может вестись со стороны вытяжек формирования сортировочной станции.

В более поздних нормах [9] определение норм времени на осаживание вагонов ЗСГ было несколько изменено. Количество факторов, влияющих на время, сократилось донескольких, а именно, длины горловины, количества групп и способа работы локомотива (осаживание горочным или дополнительно привлекаемым). Подобная тенденция указывает на то, что количество факторов, которые можно учесть при определении дополнительного времени на осаживание вагонов ЗСГ, сокращается. Это приводит к тому, что значение, полученное при расчете конкретного объекта, может оказаться не корректным. Помимо этого, если рассматривать специализированное сортировочное устройство для многогруппной сортировки, технология работы с вагонами ЗСГ может существенно отличаться. Это связано с необходимостью многократной сортировки вагонов, что может либо значительно увеличить зсг (из-за многократного осаживания), либо, наоборот, уменьшить (из-за конструктивных решений). Следовательно, если рассматривать специализированное устройство для многогруппной сортировки, расчет

зсг с использованием существующих норм может дать существенную погрешность.

171

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Таким образом, основываясь на опыте работ в этой области, методика расчета перерабатывающей способности специализированного устройства длямногогруппной сортировки должна отвечать следующим требованиям:

1.Использование тяговых расчетов для определения времени на расформирование и маневровые передвижения. Выбор данного метода обоснован его наибольшей приближенностью к реальному процессу, что позволяет получить наиболее точные результаты.

2.Связь с конструктивными параметрами сортировочного устройства, такими как его профиль, длина горловины, количество

идлина сортировочных путей. Это необходимо для того, чтобы не ограничиваться каким-то одним типом сортировочного устройства, позволяя гибко подстроить предлагаемый вариант под потребные объемы перерабатывающей способности.

3.Возможность анализа различных методов интенсивного формирования состава. Выбор метода должен определяться в зависимости от потребных объемов перерабатывающей способности. Так, например, метод последовательного выделения групп выигрывает у комбинаторного метода в перерабатывающей способности, однако более требователен к путевому развитию. Исходя из этого, метод сортировки должен выбираться по потребностям в переработке.

Реализация подобных требований требует создания модели, позволяющей учесть все элементы цикла многогруппной сортировки, а также обеспечить возможность гибкого изменения всех параметров, влияющих на процесс сортировки.

Библиографический список

1.Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог: утв. ОАО «РЖД» 10.11.10. М.: Техинформ, 2011. 289 с.

2.Правила и технические нормы проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм: ЦД 858: Утв. 28.07.00 / МПС РФ. М., 2001. 255 с.

3.Бородин А.Ф. Схема размещения и развития сортировочных станций ОАО «РЖД» до 2015 года // Железнодорожный транспорт. 2008. № 1. С 48–54.

4.Вериго А.С. Потапов А.С. Нормирование маневров при комбинаторном способе сортировки вагонов / Совершенствование управления перевозками на железных дорогах Урала и Сибири. Новосибирск, 1986. С. 61–68.

5.Сковрон И.Я. Совершенствование методики оценки продолжительности формирования многогруппных составов // Транспортнiсистеми та технологиiперевезень. 2014. Вып. 8. С. 134–138.

172

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

6.Гренкевич О.О. Разработка методики выбора оптимального способа формирования многогруппных составов по критерию эксплуатационных расходов на маневровую работу: Дис …. канд. техн. наук: 05.22.01, 05.22.08 / О.О. Гренкевич; науч. рук. В.И. Жуков; Сиб. гос. ун-т путей сообщ. Ново-

сибирск, 2004. 177 с.

7.Григорьев В.В. Интенсификация сортировочной работы с местными вагонами при использовании вспомогательных сортировочных устройств: Автореф. дис, … канд. техн. наук. М., 1987. 24 с.

8.Типовые нормы времени на маневровые работы, выполняемые на железнодорожном транспорте: утв. гл. упр. движения МПС 26.08.85. М.: Транспорт, 1987. 97 с.

9.Нормы времени на маневровые работы, выполняемые на железнодорожных станциях ОАО «РЖД», нормативы численности бригад маневровых локомотивов. М., 2007. 101 с.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. С.В. Карасев

С.А. Соколов

(факультет «Строительство железных дорог»)

Анализ влияния температуры воздуха на расчетную глубину промерзания земляного полотна

Основная проблема строительства новой железнодорожной линии и эксплуатации существующих железнодорожных путей, фундаментов сооружений промышленного и гражданского строительства в условиях Сибири является действие сил морозного пучения грунтов.

Морозное пучение зависит от большого числа природных факторов, к которым можно отнести: минералогический и гранулометрический состав, физико-механические свойства, плотность и другие факторы. К основным факторам развития пучинных деформаций стоит отнести: наличие пучинистого грунта, высокая влажность, промерзание. Выполнение этих условий влечет за собой увеличение объема грунта в результате замерзания воды в порах.

Для железнодорожного пути наиболее опасной зоной является зона интенсивного пучения грунта. Именно в этой зоне происходит интенсивный процесс фазового перехода поровой воды из жидкого состояния в лед.

173

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Морозное пучение – увеличение объема промерзающих влажных почв и рыхлых горных пород вследствие кристаллизации в них воды (образующей ледяные прослойки, линзы и т.д.) и разуплотнения минеральных частиц.

Чтобы решить данную проблему чаще всего пользуются традиционным подходом – устранение проблемы после ее появления.

Задача современных исследований – прогнозирование потенциально возможных вредоносных явлений и в сотрудничестве с практиками разработка мер по недопущению появления подобных проблем. Решение этой задачи невозможно без надежного метода оценки процессов промерзания и оттаивания грунтов земляного полотна железных дорог, учитывающего весь спектр климатических факторов и внешних условий в проблемных регионах.

На данном первоначальном этапе исследования основная цель работы – гарантировать расчетную толщину теплоизоляционного покрытия для надежной работы земляного полотна.

Для реализации поставленной цели был поставлен ряд задач,

аименно:

1)установить соотношение минимальной температуры за 10 лет со средним значением температуры, приведенным в СП 131.13330.2012;

2)произвести расчеты глубин промерзания при этих темпера-

турах;

3)выполнить сравнительный анализ величин глубин промерзания с теплоизоляционным покрытием и без теплоизоляционного покрытия, в программе Freeze-1.

Изначально была составлена таблица среднемесячных температур для 12 городов РФ за 10 лет. Пример данной таблицы для города Новосибирска представлен ниже.

Таблица 1

Значения среднемесячных температур за 10 лет

174

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

Окончание табл. 1

На основе этих данных была построена диаграмма (рис. 1). Анализ диаграммы отклонения суммы среднемесячных отрица-

тельных температур за 10 лет для 12 городов РФ показал, что разница их минимальных значений для каждого города отличается от сред-

них, взятых по СП 131.13330.2012, на 20–30 %.

Рис. 1. Диаграмма отклонения суммы среднемесячных минимальных температур от средних значений

Теплотехнические расчеты были проведены в программе

Freeze-1.

Данная программа предназначена для расчета температурного поля земляного полотна железных дорог и, в частности, для получе-

175

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

ния оценок глубины сезонного промерзания и зоны интенсивного пучения грунта в подшпальном основании по оси пути с учетом всех необходимых природных и техногенных факторов:

1)температуры воздуха с учетом радиационного баланса;

2)температуры грунта на глубине нулевых годовых амплитуд;

3)среднемесячных толщин снежного покрова на балласте железнодорожного пути;

4)теплофизических характеристик снега, балластного материала, грунтов земляного полотна и используемых теплоизолирующих материалов;

5)толщины всех конструктивных слоев земляного полотна по оси пути.

Для каждого города был выполнен расчет без учета теплоизоляционного покрытия и с использованием его при минимальной температуре за 10 лет и при среднем значении температуры приведенным

вСП 131.13330.2012.

В качестве исходных данных задавался: однородный грунт основания – суглинок легкий, щебеночный балласт, дорога I категории.

Расчет производился при условии отсутствия или глубокого залегания грунтовых вод.

Температура задавалась с учетом радиационного баланса. Пример задания годовых температур воздуха представлен на рис. 2.

Рис. 2. Задание годовых температур воздуха

176

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

По программе Freeze-1 производится расчет глубины промерзания грунтов с предзимней влажностью. Определяется величина морозного пучения hпуч по формуле

ного значения, а для дороги I категории данная величина составляет 20 мм, то устройство теплоизолирующих покрытий не требуется, в ином случае выбирается оптимальный вариант толщины теплоизолирующего покрытия и производится перерасчет.

Пример результата расчета в программе Freeze-1 для города Новосибирска приведен ниже (рис. 3, 4, 5, 6).

Рис. 3. График глубины промерзания грунта в годовом цикле без учета пенополистирола при минимальной температуре за 10 лет

Рис. 4. График глубины промерзания грунта земляного полотна с применением пенополистирола толщиной 8 см

177

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Рис. 5. График глубины промерзания грунта в годовом цикле без учета пенополистирола при средней температуре СП 131.13330.2012

Рис. 6. График глубины промерзания грунта земляного полотна с применением пенополистирола толщиной 4 см

Для расчета величины пучения требовалось найти Нфаз – максимальную глубину промерзания. Результаты расчетов для 12 городов России были сведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты расчетов

178

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

Окончание табл. 2

Результаты расчетов показали, что для таких городов Сибири как: Новосибирск, Омск, Томск, Красноярск, Чита, Иркутск необходимо выполнять расчет при минимальных за 10 лет температурах, так как расчет со средними значениями температур требует увеличения толщины теплоизоляционного покрытия на 4 см.

На основании данной работы можно сделать следующие выводы:

1)значение температуры, приведенное в СП 131.13330.2012 нельзя применять без дополнительных коррективов для расчетов в условиях Сибири;

2)при подборе толщины теплоизоляционного покрытия в условиях Сибири необходим его расчет с минимальной температурой за 10 лет.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. А.Л. Исаков

М.Г. Чахлов

(факультет «Строительство железных дорог»)

Анализ причин разрушения дорожной одежды автомобильной дороги «Инская – Барышево» Новосибирской области

На сегодняшний день, дорожная отрасль в Новосибирской области развивается достаточно динамично. Вместе с тем, срок службы

179

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

построенных автомобильных дорог, зачастую, не соответствует нормативным требованиям, что приводит к определенным экономическим потерям. Поиск и решение причин преждевременного выхода из строя дорожных конструкций является актуальной задачей.

Рассмотренный в работе существующий участок автомобильной дороги проходит по территории Новосибирского района, относится к IV-ой технической категории и по данным ГКУ НСО ТУАД является нестабильным. В 2011 г. был произведен ремонт участка данной дороги, но после непродолжительной эксплуатации (1–2 года), весной 2012 г. произошли первые локальные разрушения дорожной одежды. Далее ситуация лишь усугублялась, и в 2014 г. на дороге образовались деформации, резко снижающие ее транс- портно-эксплуатационные качества (рис. 1).

Рис. 1. Состояние автомобильной дороги:

а – до ремонта 2011 г.; б – после ремонта 2011 г. (2014 г.)

Целью исследования является выявление причин разрушения дорожной одежды на участке автомобильной дороги «Инская–Ба- рышево» Новосибирской области для их учета при дальнейшей эксплуатации объекта.

Для предварительного определения причин разрушения конструкции дорожной одежды был выполнен анализ деформаций на исследуемом участке автомобильной дороги, выявленных при визуальной оценке состояния конструкций в июне 2014 г. В результате оценки состояния дорожной одежды выявлено значительное

180