Первая и вторая гипотезы дают возможность для оценок использовать классическое решение задачи изгиба балки на сплошном упругом основании. Третья гипотеза позволяет проводить измерения в одном сечении и заменить ввести замену переменных — вместо координаты использовать время(фактически должна быть записана осциллограмма изгибающих моментов).

Граничные условия при интегрировании дифференциального уравнения изогнутой оси балки— на достаточном удалении от сил перемещения равны нулю. Дается оценка минимально необходимого расстояния границ интервала, внутри которого решается уравнение, от колес поезда.

Предложена методика измерения изгибающих моментов. Проводятся измерения деформаций в четырех точках поперечного сечения рельса. Далее по элементарной теории изгиба производится вычисление изгибающего момента. При этом четыре точки позволяют найти отдельно изгибающие моменты в двух плоскостях и продольную силу. Если непосредственно в сечении находится колесо, то, результат будет содержать погрешность из-за местного нарушения гипотез теории изгиба. Такие данные следует исключить из обработки

Дается оценка погрешности измерения изгибающего момента, связанная с неточностями измерений деформаций, базы датчиков, и т.д. эта погрешность войдет в окончательную погрешность вычисления перемещений.

Проведен численный эксперимент для оценки погрешности, связанной с заменой аналитической производной конечной разностью. На основе численного эксперимента получена величина шага сетки конечных разностей, которая обеспечивает удовлетворительную погрешность.

Комплекты прокладок для стрелочных переводов

В.И. Инютин, В.Е. Мирошников, А.В. Грибачева

Белорусский государственный университет транспорта, Гомель

На главных и станционных путях Белорусской железной дороги эксплуатируется значительное количество стрелочных переводов с деревянными брусьями. Одной из главных причин выхо-

146

да из строя деревянных брусьев стрелочных переводов является их механический износ. С целью защиты стрелочных брусьев от механического износа используются комплекты прокладок, для изготовления которых создаются композиционные материалы на основе промышленных отходов.

Известно, что обувных предприятиях Республики Беларусь образуется большое количество промышленных отходов, значительная часть которых не используется, а сжигается на свалке, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Для разработки композиционного материала в качестве связующего использовали вторичный полиэтилен (в виде измельченных тарных мешков, пленки и ленты), а наполнителями служили измельченные отходы обувного производства. Увеличение прочности полимерной матрицы и стабильности свойств материала получали путем введения в связующее минерально-органического наполнителя. При этом в объеме полимерной матрицы формируется трехмерная минерально-органическая сетка, которая образует прочный армирующий каркас в объеме материала, снижающий деформации и увеличивающий прочность и износостойкость прокладок.

Оптимизацию состава композиционного материала производили с применением метода центрального композиционного планирования второго порядка. Полученные уравнения регрессии представляли адекватные математические модели прочности и износостойкости композита. Используя уравнения регрессии разработаны составы композиционных материалов для изготовления комплектов прокладок на деревянные и железобетонные брусья стрелочных переводов, а также нашпальных прокладок железобетонных шпал.

Комплект прокладок из разработанного материала для стрелочного перевода типа Р65 марки 1/11 состоит из 217 прокладок 6 типоразмеров общим весом 170 кг: I типа размером 370×175 мм —

120 шт., II — 510×200 мм — 21, III — 600×200 мм — 10, IV — 660×200 мм — 20, V — 740×200 мм — 42, VI — 900×200 мм — 10 шт.

Выпущенные комплекты прокладок уложены более чем на 2200 стрелочных переводах в19 дистанциях пути Белорусской железной дороги. Амортизирующие прокладки способствуют стабилизации ширины колеи уровня рельсовых нитей, что позволяет

147

снизить затраты на текущее содержание стрелочных переводов. Кроме того, укладка прокладок из предложенного материала на деревянные брусья стрелочных переводов повышает надежность и долговечность металлических частей стрелочных переводов.

Применение оптико-геометрических методов для исследования рельефа рельсов

А.М. Попов, В.Б. Зиновьев, Л.А. Сподарева

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

В настоящее время уделяется большое внимание безопасности движения поездов, которая напрямую зависит состояния рельсового полотна. В работе для контроля износа рельсов предлагается использовать оптико-геометрические методы механики деформируемого тела.

Наиболее известный из методов применяемых для исследования рельефа поверхности тел является метод теневого муара. В традиционном методе теневого муара перед изучаемой поверхностью располагают растр. Его освещают коллимированным пучком света, под углом освещения j и наблюдают картину полос под углом q. Углы j иq отсчитываются от направления нормали к поверхности растра. Картины полос, образующиеся при наложении эталонного растра и его тени, описываются выражением:

y(tgj + tgq

Здесь H — расстояние между растром и изучаемой поверхностью; N — порядковый номер муаровой полосы; y — частота эталонного растра.

Проведенные испытания показали, что метод теневого муара позволяет с высокой точностью исследовать рельеф поверхности катания рельса. Однако данный метод имеет существенный недостаток: для получения качественных картин полос эталонный растр должен располагаться в непосредственной близости от рельса.

Свободным от данного недостатка является метод светового ножа. В этом случае изучаемую поверхность освещают пучком

148

света, имеющим резкую границу. При освещении тела под углом форма границы изменяется, и это изменение содержит информацию рельефе поверхности. В работе предлагается для изучения рельефа поверхности рельса применять дифференциальный метод оптического ножа. Сущность метода заключается в том, что резкая граница пучка света сформирована таким образом, что при освещении не изношенного рельса граница света будет прямолинейной. Если освещается изношенный рельс, то отклонение границы от линейной формы соответствует износу рельса. Данный метод имеет недостаток: низкая помехозащищенность.

Эффективность капитального ремонта пути на закрытом перегоне

Д.В. Величко, О.Г. Юдин, А.С. Пикалов

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Западно-Сибирская дирекция по ремонту пути, Новосибирск

При оценке экономически целесообразной организации - ре монта необходимо комплексно рассмотреть все затраты связанные с эксплуатационными и технологическими параметрами, учитывающими современные наиболее эффективные варианты использованием техники. Современная технология ремонта пути включает в себя работы по глубокой очистке(вырезке) балласта, что имеет существенные достоинства связанные с экономией балластных материалов, сокращением потребности в локомотивах и хоп- пер-дозаторах, снижением затрат при последующем текущем содержании пути, предотвращением переустройства опор контактной сети. Однако, наличие машин по глубокой очистке значительно замедляет темп выполнения работ по ремонту пути и сокращает объем выработки в «окно».

Существует два основных варианта организации капитального ремонта (реконструкции) железнодорожного пути с глубокой очисткой (вырезкой) балласта:

–режим периодически предоставляемых «окон»;

–режим длительного закрытия перегона(полуперегона) на весь период производства работ.

149

Расходы на организацию и проведение капитального ремонта пути зависят от различных параметров, связанных с продолжительностью «окна» и технологией проведения работ. Условием эффективности организации ремонта пути является минимизация суммарных затрат связанных с выполнением путевых ремонтных работ и задержек поездов, с учетом количества и продолжительностью требуемых «окон» (закрытия перегона).

Определим технико-экономическую эффективность режимов организации ремонта пути. При выполнении расчетов учитываются только переменные факторы зависящие от организации и технологии выполнения работ, т.е. такие факторы как стоимость материалов верхнего строения пути не учитываются.

Сумма приведенных затрат при производстве работ по ремонту пути

Э = Эз + Эо + Эно + Эпр + Элок ,

где Эз — затраты связанные заработной платой монтеров пути и машинистов, р./км; Эо — затраты вызванные предоставлением «окон» (закрытия перегона) для проведения ремонтов пути, р./км; Эно — затраты связанные с непредоставлением графиковых «окон», р./км; Эпр — затраты вызванные простоем и дополнитель-

ной работой путевых машин в режиме«окон», р./км; Элок — затраты связанные с арендой локомотивов, р./км.

Эффективность организации капитального ремонта пути определялась для участка Западно-Сибирской ж.д— I путь перегона Мошково – Ояш, длина полуперегона 15 км, классификация 1Б2, грузонапряженность 63 млн т км бр./км в год, скорость движения 120/80 км/ч, количество поездов — 84 пар, кривые с R 507–2600 м, доля кривых 57 %, уклоны 0–12 ‰ (ремонт выполнен в2009 г.). Верхнего строения пути до ремонта(звеньевая конструкция, Р65, деревянные шпалы, скрепление Д0, щебеночный балласт) и после ремонта (бесстыковая конструкция, Р65, железобетонные шпалы, скрепление ЖБР, щебеночный балласт).

При выполнении капитального ремонта пути в«оконный» режим, исходя из опыта выполнения работ ПМС, условий организации работ и выработки лимитирующей машины для глубокой вырезки балласта RМ, фронт работ в основные«окна» — 0,5 км,

150

фронт работ в технологические «окна» для укладки плетей бесстыкового пути — 1,6 км.

Объемы производства работ по сравниваемым вариантам абсолютно одинаковы, однако в связи с растянутостью«оконной» технологии, требующей значительные потери времени на развертывание и свертывание машинных комплексов, соотношение рабочих смен по вариантам варьируется в зависимости от длины фронта работ.

Результаты расчетов по всем видам дополнительных затрат сведены в таблицу, для дальнейшего сравнительного анализа.

Таблица

Сравнительный анализ затрат по переменным факторам

В результате сравнения вариантов определено, что затраты при производстве работ в режиме закрытого перегона значительно ниже чем при производстве работ в «окна», экономический эффект составляет — 1,95 млн р./км.

Наибольшие затраты при организации ремонта в режиме «окон» являются расходы на заработную плату, на привлечение локомотивов и путевых машин. Влияние такого чрезвычайно важного и дорогостоящего фактора как задержка поездов, за счет внедрение рационального пакетного режима движения, сводится к минимуму.

Дополнительные неучтенные эффекты от внедрения организации ремонта пути с длительным закрытием второго пути перегона связаны с сокращением общего срока производства работ в более чем в 5 раз, что обеспечивает решение стратегических целей развития ОАО «РЖД» в области ресурсосбережения, повышения качества и технико-экономической эффективности его деятельности.

151