580

крытия расходов доходами составил 153,7 %. Использование вместимости вагонов на уровне 73 %. Для дороги формирования за анализируемый период все двухгруппные поезда были рентабельны. Основное сокращение эксплуатационных расходов по приведенным поездам достигнуто за счет уменьшения количества смен локомотивов и локомотивных бригад. Снижение локомотиво-часов по каждому фирменному поезду составляет от 4200 до 4700 в год. Превышение доходов за перевозки над расходами наблюдается как на дороге отправления, так и на всем пути следования двухгруппных поездов.

Таким образом, объединение фирменных поездов позволило достигнуть положительных экономических результатов, позволило решить проблему вывоза пассажиров из центра Сибирского региона, сохраняя при этом рентабельность фирменных поездов на должном уровне, увеличить объемные показатели и улучшить качественные.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. В.М. Ушаков

А.А. Толстых

(факультет «Управление процессами перевозок»)

КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОХРАННОЙ ПЕРЕВОЗКЕ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Для качественной защиты груза от отрицательных температур необходимо тщательно подбирать меры профилактики для конкретных условий.

Целесообразно применять различные химические вещества и их количества, в зависимости от:

1)влажности груза;

2)размера фракций;

3)температуры груза;

4)атмосферная температура в пункте погрузки и прогноз перепада температур на всем пути следования;

5)ожидаемые атмосферные осадки.

Необходимо выделить два принципиальных метода обработки угля:

1)при постоянной отрицательной температуре (без перепада на пункте погрузки и в пути следования);

2)при температуре плавающей вокруг ноля (осеннее-весенние перепады температур как на пункте погрузки, так и на пути следования).

Первая технология включает в себя обработку угля хлористым кальцием, обработки стенок, пола вагона пастой на основе маточника пентаэритрита, и покрытия шапки груза раствором маточника пентаэритрита или лигносульфонатом в зависимости от величины отрицательной температуры.

Вторая технология предусматривает покрытие шапки угля отходами целлюлозно-бумажной промышленности. Наиболее экономически целесообразно, как показали расчеты, является смесь универсина и кубовых остатков (80:20). Применение данного раствора обуславливается его свойствами впитывать и не пропускать влагу. Тем самым решаются такие проблемы, как выдувание угля и предотвращение вымывания атмосферными осадками хлористого кальция. В остальном технология схожа с предыдущей.

Доказан экономический эффект от использования указанных выше химических веществ, который составил по самым скромным подсчетам составил 1000 р. на один вагон. Средняя экономия гораздо больше. Она составляет 6750 р. Кроме того, в подсчетах не были учтены ликвидации расходов на очистку земляного полотна, поддержание нормальной экологической обстановки и сокращение потребности подвижного состава затраты на отогрев в тепляках.

Таким образом, экономический эффект от превозки 500 тыс. т составляет 56250 тыс. р.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. Е.Д. Псеровская

С.Ю. Хорунжин

(факультете «Управление процессами перевозок на транспорте»)

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОХРАННОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ

Схемы погрузки железобетонных плит, предусмотренные главой 4 [1], имеют ряд недостатков:

– при перевозке железобетонных плит на платформах крепление производят растяжками и брусками, а часть продольной инерционной нагрузки передается на торцовый борт платформы, подкрепленный деревянными стойками. Данный способ погрузки имеет ряд недостатков:

13

1)использование под погрузку платформ с торцевыми бортами (осложняет подбор вагонов под погрузку вследствие большой изношенности вагонного парка);

2)использование элементов крепления разной жесткости не позволяет им одновременно вступить в работу при продольных нагрузках.

Данные недостатки можно исключить, используя для крепления железобетонных плит только проволочные растяжки. Исключение из средств крепления груза упорных и распорных брусков приводит к увеличению количества растяжек по сравнению со способом крепления по ТУ. Схемы погрузки с использованием растяжек эффективны при наличии строповочных петель на боковых гранях плит. При наличии петель на верхней плоскости плит на их кромках образуется перегиб. Разрушающее усилие от растяжек определяется по формуле [2]:

sinα

N = R µsin α2 + cos α2 ,

где R — растягивающая нагрузка, воспринимаемая растяжкой, [R] =

=2,48 тс; j — коэффициент трения между растяжкой и ребром груза j =

=0,4; α — угол изменения наклона растяжки α = 20–400.

Полученное усилие для данного способа крепления может составлять 0,8…1,5 тс и приводит к разрушению кромок. ТУ для предотвращения порчи железобетонных плит элементами крепления рекомендуется устанавливать между креплением и грузом прокладки. Как показывает опыт данный способ не эффективен и не удобен для грузоотправителей (так как прокладки необходимо закрепить от выпадения).

Отказ от растяжек и использование только упорных элементов крепления при многоярусной погрузке на железнодорожных платформах невозможно. Обеспечить сохранность перевозимых плит возможно, изменив способ закрепления растяжек на грузе.

Сотрудниками ДЦГР–СГУПС по заявке Томской домостроительной компании была разработана схема погрузки железобетонных плит с использованием специального каркаса для крепления проволочных растяжек (рис. 1). Достоинствами данной конструкции является:

1)обеспечение сохранности груза;

2)возможность варьирования геометрическими размерами растяжек (угол наклона и длина) и количеством устройств для крепления (петель для крепления растяжек).

Рис. 1. Каркас для крепления проволочных растяжек: 1 — плита; 2 — уголок; 3 — петля из прутка;

4 — соединительный пруток; 5 — упор

– при перевозке железобетонных плит в железнодорожных полувагонах для крепления применяют растяжки из проволоки и распорные рамы. Растяжки закрепляют одним концом за увязочные устройства, другим — за монтажные петли плит. В настоящее время парк универсальных железнодорожных полувагонов имеет большой износ и трудно подобрать вагон с наличием исправных увязочных устройств. Данный недостаток можно решить используя для крепления только упорные и распорные элементы.

В этом случае груз в полувагоне размещают на подкладках. Торцовые двери ограждают щитами (при отсутствии торцовых дверей один из щитов заменить на распорную раму), которые будут воспринимать продольные инерционные нагрузки. Поперечные нагрузки будут передаваться через стойку, распорный брус и поперечину на промежуточные боковые стойки вагона (рис. 2).

Рис. 2. Способ крепления ж.-д. плит в универсальном ж.-д. полувагоне:

1 — плита; 2 — подкладка; 3 — стойка; 4 — распорный брус; 5 — поперечина

14

Предлагаемый способ крепления в полувагоне имеет ряд достоинств:

1)использование элементов крепления одной жесткости;

2)сохранность груза при транспортировке.

Рассмотренные способы погрузки и крепления железобетонных плит расширяют возможности грузоотправителей по выбору средств крепления и подвижного состава, а также позволяют повысить сохранность перевозимых грузов.

Список литературы

1.Технические условия погрузки и крепления грузов в вагонах и контейнерах. М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003. 544 с.

2.Корнеев М.В. Совершенствование метода расчета крепления грузов с учетом совместной работы элементов крепления различной жесткости и перегиба гибких элементов крепления // Автореф. дис. … кандидата технических наук. Новосибирск, 2003. 18 с.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. Е.Д. Псеровская

В.С. Юрченко

(факультет «Управление процессами перевозок»)

СОВМЕСТНАЯ ПЕРЕВОЗКА ОПАСНЫХ ГРУЗОВ КЛАССА 8: ВОПРОСЫ КЛАССИФИКАЦИИ

При перевозке опасных грузов в прямом железнодорожном сообщении в России применяются Правила перевозок опасных грузов по железным дорогам, утвержденные 5 апреля 1996 г. Советом по железнодорожному транспорту государств — участников Содружества и введенные в действие с 1 января 1997 г. Эти правила существенно отличаются от Международных правил перевозки опасных грузов железнодорожным транспортом. Расширение международных торговых связей, в том числе увеличение экспорта опасных грузов, требует дальнейшего совершенствования правовой базы по перевозке опасных грузов, унификации нормативно-технической документации на основе международных регламентов.

Внастоящее время ведется разработка новых Правил перевозок опасных грузов, основной целью которых является обеспечение безопасности движения, сокращение сроков доставки грузов, снижение транспортных издержек.

Важным вопросом при разработке является перевозка опасных грузов мелкой отправкой в крытых вагонах. В процессе транспортировки могут произойти утечки, разливы, россыпи опасных грузов, вызванные нарушением требований к подготовке груза к перевозке и технологии в перевозочном процессе, ненадлежащим размещением тары и ее креплением в вагоне и т.д. В связи с этим Правилами перевозок опасных грузов по железным дорогам установлена дополнительная мера безопасности — запрет совместной перевозки в одном вагоне грузовых мест с грузами, относящимися к определенным классификационным шифрам по ГОСТ 19433–88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка», а также грузов различных подклассов опасности с различными категориями неопасных грузов.

Согласно ГОСТ 19433–88, 8 класс разделен на три подкласса: кислоты (8.1), основания (8.2) и прочие (8.3).

Возможность совместной перевозки грузов класса 8 приведена в таблице совместной перевозки опасных грузов прил. 4 Правил 1996 г., которая составлялась на основе учета транспортной опасности совместной перевозки грузов с разными классификационными шифрами, и поэтому имеет ряд запрещений.

Впроекте новых Правил предлагается 8 класс на подклассы не делить, и таблицу совместной перевозки опасных грузов принять из СМГС.

Данная таблица рассматривает возможность совместной перевозки опасных грузов в зависимости от номера основного знака опасности, то есть разрешает совместную перевозку грузов, относящихся к классу 8, не учитывает при этом ни дополнительные знаки опасности, ни возможные последствия такой перевозки. Есть ссылка на п. 1.7.3 ч. 1 прил. 2 к СМГС: «Вещества и изделия, указанные в настоящих правилах, допускаются

ксовместной упаковке (погрузке), если совместно упакованные (погруженные) вещества и изделия не склонны вступать в опасные реакции друг с другом, а также не могут привести к порче перевозимой продукции и снижению ее качества».

Подобная формулировка, с одной стороны, отражает возможные последствия совместной перевозки, с другой стороны, маловероятно, что товарный кассир при оформлении такой перевозки способен будет предугадать возможную реакцию между опасными грузами. Как следствие, в процессе перевозки, при нарушении герметичности тары и упаковки, могут возникнуть аварийные ситуации и инциденты, которые могут повлечь нарушения жизнедеятельности больших территорий, привести к техногенным и экологическим катастрофам, к тяжелым последствиям для железных дорог и здоровья людей.

Выводы и предложения:

1. Сохранить систему транспортной классификации опасных грузов класса 8 на основе классификационных шифров.

15

2.Пересмотреть ранее принятые категории с учетом видов и степени опасности грузов класса 8 и применения средств при ликвидации аварийных ситуаций, исключающих отрицательное воздействие на находящиеся в вагоне опасные грузы того же класса 8.

3.Нумерацию знаков опасности привести в соответствие с условиями их нанесения на тару и транспортное средство.

4.Пересмотреть таблицу совместимости опасных грузов класса 8 с другими опасными грузами исходя из новых требований классификации и возможности применения идентичных средств при аварийных ситуациях.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. А.М. Островский

М.Н. Барсук

(факультет «Строительство железных дорог»)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ РОВНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Для перспективного планирования ремонтных работ данные о фактическом состоянии автомобильной дороги необходимо рассматривать в динамике, на протяжении нескольких лет. Очевидно, что такие данные могут быть получены только в результате регулярного мониторинга дорог и дорожных объектов.

Требования современных нормативных документов и сложившаяся практика диагностики автомобильных дорог в России основаны на выполнении диагностики в режиме мониторинга, то есть с заданной периодичностью по одним и тем же диагностическим параметрам с обеспечением методических указаний, сезонности и т.д., при этом обработка данных выполняется в статическом режиме без учета ранее полученных данных (циклов предыдущих измерений). Такой подход к диагностике неэффективен, так как при оценке состояния дороги не используется динамика изменения диагностических параметров. Оценка изменения динамики диагностических параметров — задача сложная и может быть выполнена при изменении методики полевых работ и обработки данных

Областное государственное учреждение «Территориальное управление автомобильных дорог Новосибирской области» совместно с Сибирским государственным университетом путей сообщения разработали систему диагностики автомобильных дорог, позволяющую получать максимально объективную информацию о текущем состоянии дорог и динамике изменения диагностических параметров. Система контроля основана на проведении мониторинга по параметру ровность. Этот параметр дороги является интегральным показателем, характеризующим техническое состояние земляного полотна, дорожных одежд и покрытия, косвенно или напрямую влияющих на ровность.

Технология проведения мониторинга заключается в измерении с определенной периодичностью ровности, обеспечения единства измерений, сравнении текущих данных с ранее полученными результатами, определении соответствия текущих данных на момент измерений требованиям нормативных документов и оценке динамики изменения параметров.

С использованием разработанной методики мониторинга автомобильных дорог с 2002 г. по 2005 г. выполнена диагностика опорной сети автомобильных дорог Новосибирской области в объеме 1300 км.

Анализ текущего технического состояния и динамики изменения по параметру «ровность» автомобильных дорог в течение трех лет показал, что интенсивность развития дефектов на локальных участках в несколько раз превышает нормативные сроки, установленные для соответствующих категорий дорог. В среднем по всей сети дорог Новосибирской области этот показатель также выше нормативных требований. Интенсивность движения при этом не увеличилась. Одной из главных причин ухудшения технического состояния дорог является не соответствующее нормативным требованиям содержание и несвоевременный ремонт.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. В.В. Щербаков

С.А. Болдырев

(факультет «Строительство железных дорог»)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПЛОТНЯЮЩИХ ГРУНТ НАГРУЗОК ПРИ СООРУЖЕНИЕ ЗЕМЯНОГО ПОЛОТНА

Сооружаемый фрагмент насыпи земляного полотна на учебном полигоне СГУПСа планировался для проведения экспериментов не только после завершения строительства, но и в процессе возведения. Одним из таких экспериментов было определение напряжений, возникающих в грунте при уплотнение катком.

16

Эксперимент производился по следующей схеме: датчик напряжений укладывался в грунт на определенную глубину, засыпался грунтом и по поверхности грунта пропускался несколько раз каток, при этом показания с датчика записывались через усилитель и АЦП с помощью программы DZ-16. Опыт повторялся семь раз: при этом изменялась глубина заложения датчика, вид грунта, модель катка и характер уплотнения (статическое или виброуплотнение).

График напряжений на выходе датчика имеет вид волны, центр которой совпадает с моментом времени, в котором колесо находится над центром датчика. Зная тарировочный коэффициент датчика и перемножая его на максимальное напряжение на выходе датчика получаем максимальное давление, возникающее в грунте при проходе катка.

После обработке данных получены следующие результаты:

–супесь, глубина 9 см, масса катка 7 т — максимальное давление 150 кПа;

–супесь, глубина 10 см, масса катка 3 т — максимальное давление 40 кПа;

–зольно-шлаковая смесь, глубина 5 см, масса катка 3 т — максимальное давление 60 кПа;

–зольно-шлаковая смесь, глубина 18 см, масса катка 3 т — максимальное давление 45 кПа.

Эти данные будут использоваться для построения принципиальной схемы расчета уплотнения грунта и определения необходимых уплотняющих нагрузок.

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

Г.В. Крицкий

(факультет «Строительство железных дорог»)

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОЛЕВЫХ РАБОТ ПРИ НАТУРНЫХ ПРОВЕРКАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ

Для решения задачи повышения точности и стабильности планово-высотного положения рельсов и мониторинга геометрии железнодорожных путей в процессе эксплуатации широкое применение получили спутниковые технологии. Обоснованность использования GPS-измерений можно объяснить тем, что существующие технологии контроля геометрии плана и профиля железных дорог основаны на измерении стрел изгиба от перекрывающихся хорд определенной длины.

Недостатком традиционных методов инструментальной съемки плана железнодорожной линии является низкая производительность (приведение теодолита в рабочее положение и его установка по оси пути, измерение горизонтальных углов и двойной промер ординат), что особенно неприемлемо при производстве работ на действующих магистралях.

Наиболее эффективно использование автоматизированных систем для натурных съемок плана и продольного профиля. В СГУПСе разработан аппаратно-программный комплекс «Профиль», позволяющий полностью автоматизировать полевые и камеральные работы. АПК «Профиль» создан на базе ГНСС и современных гироскопов.

Суть съемки кривых участков железнодорожного пути аппаратно-программным комплексом «Профиль» состоит в том, что при движении путеизмерительной тележки измеряются курсовой и продольный углы относительного вектора движения, пройденное расстояние, и на основе этих данных производится вычисление текущих координат и геометрических параметров.

Отличием от «ручных» измерений является отсутствие предварительной разбивки линии на отрезки, определение начала и конца кривой не требуется, так как съемка производится на всем протяжении пути, в данном методе применяется условная система координат, которая позволяет определять одновременно координаты пути и положение рельсовых нитей по уровню, в плане, просадки и ширину колеи.

В ходе исследований было установлено, что наибольшие погрешности в измерения вносит уход оси курсового гироскопа, причем, скорость ухода может существенно изменяться.

Автором предложена методика калибровки гироскопов по контрольным точкам с известными высотными отметками по формуле:

где αH — продольный уклон участка пути; Hi+1 , Hi — высотные отметки соседних точек пути, м; S — пройденное расстояние, м.

Δα = αH − αÃÈÐ,

где Δα — уход оси гироскопа в продольном направлении; αÃÈÐ — угол наклона оси гироскопа.

Результаты, полученные автором при натурных съемках железнодорожных станций (Восточная, Дорогино, Искитим, Шелковичиха), показывают высокую точность и детализацию измерений. Производительность

17

работ в 2,5 раза выше по отношению к традиционным методам. К основным преимуществам натурной съемки путей с применением АПК «Профиль» можно отнести отсутствие разбивочных работ, получение всех геометрических параметров, продольного профиля и характеристик кривых за один проход, высокую детализацию съемки, повышение точности и достоверности результатов измерений.

Таким образом, АПК «Профиль» является наиболее эффективным и производительным средством при натурных съемках железнодорожных станций, обеспечивающим мониторинг и контроль параметров рельсовой колеи.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. В.В. Щербаков

Ким Нам Чу, Ли Ин Чер

(факультет «Строительство железных дорог»)

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ШПАЛ

Железобетонные шпалы надежны и экономичны, но их совершенствование продолжается.

Расширение полигона бесстыкового пути заставляет вновь обратиться к проблеме расчета таких шпал, но уже на более высоком уровне, рассматривая их совместную работу с рельсами, скреплениями, балластом, т.е. всего верхнего строения пути.

Внастоящее время для расчетов элементов пути начали широко применяться численные методы и современные программные комплексы COSMOS/M, NASTRAN, ANSYS, ADAMS и SOLIDWORKS.

Исходя из этого, мы поставили себе задачу по моделированию работы железобетонных шпал с применением программного обеспечения SOLIDWORKS.

Впрошлом семестре поступили к разработке специальных математических моделей железобетонных шпал над балластной призмой и с учетом предварительно напряженных высокопроволочных арматур. Затем провели анализ напряженно-деформированного состояния шпалы под действующей на нее поездной динамической нагрузкой. Но пока в первой конечно-элементной модели не уложены рельсовые нити и промежуточные скрепления.

Мы продолжали работу и разработали более сложную, очень подобную модель железобетонных шпал, как в натуре. В этой модели все геометрические размеры и прочностные свойства бетона, арматуры, закладных деталей, рельсов и промежуточных скреплений соответствуют натуре. Разработанная модель позволяет рассмотреть напряженно-деформированное состояние шпалы при достаточно сложном сочетании нагрузок от подвижного состава и наличии таких особенностей пути, как неоднородность балласта под шпалой.

После приложения нагрузки разбили модель на 75 тыс. конечных элементов.

Врезультате выполнения нам удалось визуально рассматривать напряженно-деформированное состояние железобетонных шпал.

Для проверки точности нашего моделирования нами создана программа для расчета прочности железобетонных шпал по классическому методу, рассчитаны необходимые величины параметров, проведено сравнение с величинами напряжений в конечно-элементной модели, получен положительный результат.

Итак, на основе проведенного анализа мы пришли к выводу:

– во первых, теперь нет необходимости применять традиционные некорректные допущения: о равномерном распределении напряжений по сечениям шпалы, о способах учета предварительного напряжения арматуры, о симметричности действия вертикальной нагрузки на обоих подрельсовых сечениях, о равномерном опирании подошвы шпалы по всей длине на балласт;

– во вторых, можно провести усовершенствование модели железобетонных шпал для бесстыкового пути, изготовленных с применением новых материалов.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. Н.И. Карпущенко

М.В. Макушинская

(факультет «Строительство железных дорог»)

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ МАСШТАБНЫХ ПЛАНОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ

Традиционная съемка масштабных планов включает разбивку пикетажа, съемку пути и элементов станционной ситуации.

Пикетаж инструментально привязывают к оси пассажирского здания и разбивают по оси главного пути. Длину линий измеряют стальной мерной лентой или рулеткой дважды.

18

Съемка кривых в зависимости от метода определения азимутов выполнятся несколькими способами:

–способ эвольвентных разностей, углы определяют по измеренным в натуре теодолитом углам поворота хорд (метод И.В. Гоникберга);

–способ стрел изгиба, углы рассчитывают по измеренным в натуре стрелам изгиба кривой в середине хорды;

–фотограмметрический способ, при составлении планов станций по материалам аэрофотосъемки. Съемка элементов станционной ситуации может выполнятся способами прямоугольных координат, по-

лярных координат и прямой угловой засечки с использованием теодолита 2Т2, 2Т5 со светодальномерными насадками, электронным тахеометром и в исключительных случаях — теодолитами 2Т30.

Кроме того, для съемки планов применяются путеизмерительные вагоны КВЛ-П и ЦНИИ-4, в состав которого входят современные гироскопы и акселерометры.

Но традиционные методики трудоемки из-за использования ручного труда на всех этапах выполнения работ.

В СГУПС разработан АПК «Профиль» на базе Спутниковой Навигационной Системы и системы гироскопа, который позволяет определять планово-высотное положение точек в автоматическом режиме.

Данные АПК применяются при диагностике, паспортизации, мониторинге, и в том числе для составления масштабных планов. За счет использования двухчастотной спутниковой аппаратуры геодезического класса точности, работающей совместно с гироскопом, координаты пути определяются с миллиметровой точностью.

Методика создания железнодорожных планов заключается в обработке исходных данных полученных в результате измерений аппаратно-программным комплексом.

Данные сохраняются в электронном виде. В дальнейшем выполняется обработка GPS-измерений в ПО Trimble Geomatic Office, который включает в обработку расчет координат, их уравнивания, построение координатной сети, составление отчетов по измеренным координатам.

Текстовые файлы, содержащие координаты оси пути, передаются в программный комплекс ArcView, где формируется план станции. Сначала из исходных данных формируются пути. Затем идет корректировка данных таким образом, чтобы привести имеющиеся координаты к требуемому формату и к внутренней структуре, необходимой для построения топологических отношений. В этот процесс включаются следующие этапы:

–отбрасывание «ненужных» измерений: точки инициализации приемника, съемы тележки, измерений, сделанных приемником GPS-аппара-турой во время остановки при съемке точки;

–корректировка с учетом дополнительных данных чаще всего происходит при наложении участков дорог, когда один и тот же участок координируется и более одного раза.

Контроль качества обеспечивается за счет получения избыточных данных и контроля правильности данных с помощью поиска «проблемных мест».

Для этого вычисляются азимуты направлений, которые отличаются незначительно, практически установлено, что не более чем на 50.

Зная этот критерий, можно легко выделить «проблемные места». Так, наличие подряд нескольких значений различного знака означает скопление точек. Выделяя и корректируя «проблемные места», можно привести массивы координат к требуемой структуре. Практически установлено, что около 30 % всех координат подлежат либо удалению, либо корректировки подобным образом.

Затем на плане станций обязательно отрисовывают все стрелочные переводы, изолирующие стыки, места погрузки-выгрузки, показывают ширину междупутий, ось пассажирского здания, если оно есть, и пикетаж от оси пассажирского здания.

Данная методика использовалась при натурной съемке железнодорожных станций на ЗСЖД и Норильской железной дороге.

Разработанная методика создания масштабных планов позволяет в 2–3 раза повысить производительность и качество геодезической съемки станционных путей, так как процесс съемки, расчета и отрисовки планов станций автоматизирован, полностью исключаются разбивочные работы.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. В.В. Щербаков

А.А. Неровных

(факультет «Мосты и тоннели»)

ОЦЕНКА ДЕФОРМАЦИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ КОЛЕИ НА ОСНОВЕ КРИТЕРИЕВ РАЗЛИЧИЯ

Повышение скорости движения поездов выдвигает более жесткие условия к соблюдению нормативных параметров железнодорожной колеи. По данным последних исследований, движение поездов со скоростью порядка 140 км/ч требует, чтобы отклонение ширины колеи от ее проектных значений не превышало ±5 мм.

19

При невыполнении этого условия могут возникнуть нежелательные вибрации вагонов, что приведет к сокращению их срока службы.

Деформации рельсовой колеи могут носить случайный и систематический характер. В литературе часто отмечается, что случайные деформации подчиняются нормальному закону распределения вероятностей для независимых величин. Для проверки этого предположения нами выполняется расчет ранговых коэффициентов Спирмена и Пирсона. Результаты показали, что нормальный закон выдерживается нестрого, и для предвидения динамики развития деформаций целесообразно применять статистические непараметрические критерии различия. Критерий знаков позволяет определить, в какую сторону изменяются значения деформаций. Критерии Спирмена и Пирсона показывают существенны ли различия деформаций в двух смежных определениях, а также направленность их динамики.

На данном этапе работы, по нашей методике можно определить лишь наличие связи между различными типами деформаций, однако дальше планируется разработать методику установления вида этой связи.

При исследовании динамики деформаций целью расчета является определение уровня значимости, максимальное значение которого следует принимать равным 0,1. Если уровень значимости будет больше 0,1, т.е. деформации будут близки к предельным и возрастать в сторону предела, то за такими участками пути целесообразно установить дополнительное наблюдение.

Наша методика проверялась на станции Петрушино, где была установлена положительная связь между уширением колеи и превышением наружного рельса на кривых поворота. Также была проведена проверка методики на моделях.

Данная методика еще требует проверки и доработки и, впоследствии, будет являться дополнением к существующим требованиям норм и инструкций, в частности к общему критерию состояния пути, разработка которого ведется в ВНИИ железнодорожного транспорта.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. А.А. Визгин

В.М. Смагина

(факультет «Строительство железных дорог»)

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА.

При индивидуальном проектировании и применении нетиповых поперечных профилей земляного полотна для новых железных дорог, реконструкции и усилении эксплуатируемых, особенно высоких насыпей, требуется расчет устойчивости откосов. Для расчетного обоснования выбирается участок с насыпью высотой 14 м. В работе используются 5 различных алгоритмов — традиционные, использующие методы круглоцилиндрических поверхностей скольжения: метод Крея, метод Терцаги, метод «Весового давления», метод Шахунянца, реализованные в программах «Откос» и Ruotk, и метод снижения характеристик удельного сцепления и внутреннего трения — программный комплекс PLAXIS.

Под термином «устойчивость откоса» подразумевается устойчивость его призмы или части откоса на сползание в результате нарушения равновесия внешних и внутренних сил. Они складываются из собственного веса, гидростатического давления воды и сейсмических сил (для сооружений, возводимых в сейсмических районах).

Поскольку оптимальные откосы устанавливаются в результате расчета устойчивости, особое значение приобретает правильный выбор метода расчета и обоснованность исходных данных для вычисления расчетных усилий. Поэтому должны быть тщательно изучены и правильно выбраны:

–расчетные характеристики как материалов, слагающих откос, так и грунтов основания;

–коэффициенты запаса;

–методы расчета;

–характерные расчетные сечения откоса;

–расчетные случаи, представляющие возможные наиболее неблагоприятные в различных условиях сочетания силовых воздействий.

Все эти материалы определяются проектировщиком заранее, с наиболее возможной точностью по данным геологии, предпроектных проработок и прочих условий. Основные расчетные случаи регламентированы СНиП II-53-73.

Метод Г. Крея или метод горизонтальных сил взаимодействия достаточно точен, предпочтителен для откосов с максимальным заложением 1:2 – 1:5 у основания. Наиболее подходит для расчета устойчивости

откосов плотин. Так как Кз выражен в формуле неявно, определение коэффициента запаса устойчивости Кз находится подбором.

20

Рис. 1. Расчет насыпи по круглоцилиндрическим поверхностям

Метод К. Терцаги, или метод наклонных сил взаимодействия, параллельных подошве отсека, нашел широкое применение на практике благодаря своей простоте, однако при расчетах пологих откосов с заложением больше 2.5, он приводит к занижению величины Kз, то есть дает значение «в запас» [1].

Метод Р.Р. Чугаева, или метод «Весового давления», основан на замене силы, действующей перпендикулярно на отсек, силой собственного веса отсека. При расчетах неоднородных откосов, когда в основании залегают грунты с более низкими прочностными свойствами, чем грунты откоса, метод приводит к занижению коэффициента запаса устойчивости.

Формула Г.М. Шахунянца для определения коэффициента устойчивости:

С целью сравнения результатов расчетов по методам круглоцилиндрических поверхностей скольжения аналогичные вычисления были проведены методом снижения прочностных характеристик с помощью программного комплекса PLAXIS. В алгоритме этого комплекса реализован метод оценки устойчивости земляного полотна, он заключается в последовательном выполнении расчетов с пропорциональным уменьшением величин удельного сцепления (С) и внутреннего коэффициента трения (tgφ) [2]. Запас устойчивости земляного полотна в этом случае характеризуется максимальным значением коэффициента Кзап, рассчитанный по формуле:

21

Рис. 2. Поле сдвиговых деформаций под действием поездной нагрузки, в методе уменьшения характеристик с и φ

Таблица 1

Сравнительные значения коэффициентов устойчивости и запаса, рассчитанные по различным схемам

Выводы.

1.Расчеты, выполненные с применением программы PLAXIS методом уменьшения прочностных характеристик грунта, позволяют определять кривую смещения грунта при потере устойчивости откоса без предварительного задания ее формы, как это делается в традиционных методах (К. Терцаги, Г. Шахунянца, Крея

ит.д.).

2.Как следует из табл. 1, статические коэффициенты запаса, рассчитанные по программе PLAXIS, близки по значению к соответствующим коэффициентам устойчивости, рассчитанным по традиционным методам К. Терцаги и Г. Шахунянца.

Литература

1.Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1983. 543 с.

2.Brinkgreve, R.B.J. and Bakker, H.L. (1991). Non-linear finite element analysis of safety factors. Proc. 7th Int. Conf. on Comp. Methods and Advances in Geomechanics, Cairns, Australia, 1117–1122.

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

Н.С. Бачурина

(факультет «Мосты и тоннели»)

ПЕШЕХОДНЫЕ МОСТЫ БАЛОЧНОГО ТИПА С ХОДЬБОЙ ПОНИЗУ (НЕТИПОВЫЕ) НА УЛ. БОЛЬШЕВИСТСКОЙ И БЕРДСКОМ ШОССЕ. НОВЫЙ МАТЕРИАЛ СВЕТОПРОЗРАЧНОГО ОГРАЖДЕНИЯ МОСТА — ОНДЕКС

В настоящее время на ул. Большевистской и Бердском шоссе сданы 6 мостов, 3 из которых балочного типа с ходьбой понизу, еще один мост такого же типа строится через ул. Большевистскую в районе магазина «Лента». Построенные мосты находятся в районе остановочных платформ «Речпорт», «Юность» и «Сеятель».

Конструкция центрального пролета и его опор

Запроектировано индивидуальное открытое (без верхних связей) металлическое балочное пролетное строение с расположением пешеходной дорожки на уровне низа конструкции. За аналог взято пролетное строение, установленное на мосту через улицу Станиславского в районе площади Труда в Новосибирске. Расчетный пролет — 32,4 м. Строительная высота пролетного строения — 0,27 м. Поперечные балки (распорки) поставлены через 0,995 м. Они служат для опирания на них плит пешеходной дорожки и участвуют в обеспечении устойчивости главных балок. Железобетонные плиты пешеходной дорожки, перекрывающие расстояния между поперечными балками в центральной части пролетного строения, имеют размер вдоль моста 0,955 м, поперек моста — 2,97 м и толщину 0,1 м. Для увеличения водонепроницаемости предусмотрена пропитка этих элементов пенетроном. Щели между плитами и ступенями и металлом несущих конструкций заполнены пенекритом. Каждая из двух опор центрального пролетного строения запроектирована в виде двух железобетонных столбов (стоек) диаметра 530 мм. Глубина погружения свай на всех четырех мостах разная, в зависимости от грунтов. Обсадные трубы не извлекаются и забиваются с закрытым концом. Ригелей опоры центрального пролета не имеют, пролетное строение опирается через опорные части на верхние торцы свай, закрытые сверху заглушками.

Светопрозрачное ограждение. Поликарбонат или ОНДЕКС?

Поликарбонат помимо своих очевидных плюсов, таких как легкость, прозрачность, достаточная прочность, имеет ряд недостатков. Дело в том, что для стыковки листов поликарбоната обязателен Н-образный профиль; для предотвращения попадания влаги в соты торцы листов закрываются П-образным профилем. Но в сотах все равно образуется конденсат, попадает пыль и влага, поликарбонат со временем чернеет и теряет свою эстетическую привлекательность.

На пешеходных переходах вблизи о.п. «Речпорт» и магазина «Лента» был применен новый материал ОНДЕКС, который сопоставим по прочностным характеристикам с поликарбонатом, но по цене дешевле и

22