poster334

Опыт многочисленных экспертиз материалов уголовных дел, возбужденных по фактам крушений и аварий поездов, свидетельствует, что правильное и своевременное — в течение первого дня после происшествия — графическое оформление положения поезда на продольном профиле в характерные моменты перед сходом колес с рельсов и после завершения схода, а также положения в плане сошедших экипажей имеет большое значение для объективной оценки причин случившегося. Обусловлено это тем, что именно в первый день тройка — НОД, УРБ и транспортный прокурор — составляют адресную телеграмму об обстоятельствах происшествия. На следующий (второй) день уже завершается составление теми же лицами официального акта служебного расследования РБУ-1. Поэтому представление путейцами дополнительных (в том числе графических) материалов после отправки адресной телеграммы, т.е. на второй день после происшествия, редко приводит к изменению изложенных в ней выводов. Представлять же такие материалы в более поздние сроки бесполезно.

К сожалению, чаще всего упомянутое графическое изображение или вообще не делается, или делается так, что не указываются места расположения светофоров, не анализируется связь показаний локомотивной сигнализации с местом нахождения локомотива на продольном профиле, положение в плане сошедших с рельсов экипажей отмечается небрежно, без обозначения важнейших признаков для определения причин схода.


Вот что показала техническая экспертиза 35-и уголовных дел. Сходили с рельсов вагоны в средней или хвостовой части поезда в момент, когда головная его часть после затяжного спуска находилась уже на подъеме или в кривой, где увеличивается сопротивление движению (рис. 1). Во всех случаях после завершения схода локомотив и несколько головных вагонов оставались на рельсах.


Характерный пример. В конце затяжного спуска при скорости 66 км/ч на перегоне Ошпер— Петрунь Северной дороги 09.06.93 произошло крушение грузового поезда № 2830, состоявшего из локомотива 2ТЭ10В и 57-и четырехосных грузовых вагонов, в том числе 55-и порожних и двух груженых (от локомотива 40-й и 56-й). Когда локомотив и головная часть поезда въехали на подъем 9,7 ‰ и в кривую радиусом 500 м, сошла с рельсов первая тележка восьмого с головы порожнего вагона вправо по ходу (вторая тележка не сошла). У девятого порожнего вагона сошла тоже первая тележка, но влево по ходу. Эти два вагона не оторвались от головной части поезда, а вместе с ней продолжали двигаться, пока локомотив не остановился. Следующие два порожних вагона оторвались от головной части, причем у десятого сошла с рельсов первая по ходу тележка влево, а у 11-го все колеса находились на рельсах. У 12-го порожнего вагона сошла задняя тележка вправо по ходу, а у 13-го задняя тележка влево по ходу. Последующие 21 порожний вагон сошли с рельсов и образовали завал. Остальная (хвостовая) часть поезда (23 вагона) осталась на рельсах.

Такое расположение сходов — влево, вправо, после трех первых сошедших (восьмой, девятый и десятый), 11-й остался на рельсах и т.д. — характерно для случаев одновременного выжимания порожних вагонов в нескольких местах средней части поезда, где возникает максимальная продольная квазистатическая (действующая более 2 с) сила, сжимающая поезд. Такой вывод подтвердили инженерные расчеты технических экспертов. Тем самым была обоснованно отвергнута причина, принятая при служебном расследовании крушения — температурный выброс звеньевого пути.

Надо учитывать, что к максимальной квазистатической сжимающей силе при торможении только локомотивным тормозом добавляется сила, обусловленная сопротивлением движению локомотива и головной части поезда от подъема и крутизны пути. Наибольшая добавка — на некотором расстоянии от локомотива. Например, в поезде нормальной длины при весе каждого вагона 900 кН после десятого вагона, въехавшего после затяжного спуска на подъем 10 ‰ и в кривую R = 400 м (когда хвостовая часть следует в конце затяжного спуска) после жесткого торможения только локомотивным тормозом (тепловоз 2ТЭ10В) продольная квазистатическая сила сжатия в автосцепке при коэффициенте сцепления 0,2 будет 690 кН. Добавка от подъема и кривизны пути составляет 138 кН. Для этого же случая такая сила в автосцепке, соединяющей локомотив с поездом, составляет 585 кН, т.е. меньше на 105 кН, чем после десятого вагона и на 35 кН больше, чем на прямом участке пути. При локомотиве ЗТЭ10М указанная сила будет не 690 кН, а 966 кН. Методика расчетов квазистатической силы подробно изложена в статье В.С.Лысюка «Основные причины и механизм схода колес с рельсов», опубликованной в журнале «Путь и путевое хозяйство» № 4 и 5 за 1996 г.

Чтобы точно знать, после какого вагона возникает максимальная продольная квазистатическая сжимающая сила в автосцепке при использовании только локомотивного тормоза, в том числе при рекуперации, необходимо в каждом конкретном случае анализировать по упомянутой методике план и профиль линии, режим движения поезда. Однако можно сделать несколько общих выводов.

Во-первых, в конце затяжных спусков скорость движения, как правило, высокая, а тормозная магистраль может быть близка к истощению в связи с многократным применением служебного торможения. Именно это побуждает машинистов использовать вспомогательный локомотивный тормоз, действие которого не фиксируется на скоростемерной ленте. Если к помощи локомотивного тормоза прибегли на спуске или горизонтальной площадке, то наибольшая продольная сжимающая сила возникает в автосцепке, соединяющей локомотив с поездом. Если же при торможении только локомотивом голова поезда после затяжного спуска уже находится на подъеме или в кривой, или и на подъеме, и в кривой одновременно, то максимальная сжимающая сила появляется на некотором расстоянии от локомотива. Это расстояние определяется в основном следующими факторами: числом вагонов (вслед за локомотивом) на подъеме или в кривой; местом размещения порожних и груженых вагонов; кинетической энергией незаторможенной хвостовой части поезда, движущейся еще по спуску перед подъемом или кривой, в пределы которых вошла головная часть поезда.

Во-вторых, при торможении продольная сжимающая квазистатическая сила, а значит, и горизонтальная поперечная сила воздействия колес на рельсы зависят от множества конструктивных и эксплуатационных факторов. Одни из них можно контролировать, измерять, можно даже управлять ими (режимы движения, распределение вагонов по длине поезда, общая масса и длина поезда и т.п.). Другие можно контролировать, но ими нельзя управлять (профиль и план линии, распределение зазоров в межвагонных связях и т.п.). Имеются и такие, которые не поддаются контролю и могут быть учтены только неявно (фактические горизонтальные и вертикальные эксцентриситеты передачи продольной сжимающей силы при торможении от вагона к вагону, действительное состояние тормозной системы поезда и поглощающих аппаратов, квалификация машинистов и т.п.).


Пример 1. На перегоне Панышено—Удомля Октябрьской дороги 13.06.97 после затяжного спуска на подъеме 10 ‰ в кривой R = 800 м (h = 110 мм) произошел сход второй по ходу тележки наружу колеи 23-го от локомотива вагона при скорости 50 км/ч (рис. 2 и 3). Поезд состоял из 62 порожних вагонов. В материалах уголовного дела схемы, показанной на рис. 2б, и графического анализа скоростемерной ленты не было. В результате технической экспертизы установили, что единственная причина крушения — это выжимание наружу кривой упомянутой тележки со сдвигом рельсошпальной решетки тележками следующих по ходу вагонов и выжиманием находящихся за ними вагонов не только наружу, но и внутрь кривой. Обусловлено это возникновением сверхнормативных боковых сил от воздействия тележек на рельсы из-за сжатия поезда, когда при переходе с затяжного спуска на крутой подъем на светофоре зеленый огонь внезапно сменился на желтый. Локомотив находился на расстоянии 500— 600 м от светофора и скорость составляла 75 км/ч. Основной документ, в результате анализа которого дано экспертное заключение, — скоростемерная лента (см. рис. 2а). Смотрим показания писца ЭКЖ. Видно (см. правый верхний угол скоростемерной ленты), что писец опустился на 2,8 мм вниз против светофора, находящегося на восьмом пикете 239 километра и далее на некотором расстоянии (14 мм) вычерчивал линию в таком опущенном состоянии. Это свидетельствует, что локомотив проехал изолирующий стык у путевого светофора с желтым огнем. Светофор расположен на восьмом пикете 230-го километра. Это сечение пути принято за достоверную базу отсчета для последующего анализа.


Предыдущий проходной светофор расположен на втором пикете 240-го километра, т.е. на расстоянии 1400 м, что на скоростемерной ленте соответствует 7 мм. Отложим влево от места, где писец показал проезд светофора с желтым огнем, 27 мм + 20 мм + 7 мм = 54 мм (см. рис. 2а) и определим место на скоростемерной ленте, где писец ЭЖ должен был зафиксировать въезд на блок-участок с желтым огнем светофора в конце. Писец не зафиксировал этого. Значит, когда локомотив проехал светофор (с зеленым огнем), расположенный на втором пикете 240-го километра, на следующем светофоре, находящемся на восьмом пикете 239-го километра, горел зеленый огонь. Смена зеленого сигнала на желтый произошла, когда локомотив был уже в средней части блок-участка (см. рис. 2б, IV—IV).

Проведенные вертикальные линии в месте опускания писца ЭКЖ, а также на расстоянии 20 мм слева и на расстоянии 22,5 мм справа от него свидетельствуют, что резкое (не по вертикали, а по наклонной линии) падение давления в тормозной магистрали с 3,1 атм до нуля, уменьшение скорости с 50 км/ч до нуля и перемещение писца автостопа начались в момент проезда светофора с желтым огнем на восьмом пикете 239 километра (см. рис. 2а). Поезд (хвостовая половина находилась на крутом спуске) вдруг, примерно за 600 м до светофора (400 м до начала падения давления в ТМ), начал интенсивно снижать скорость с 75 км/ч до 60 км/ч без включения поездного тормоза (см. линию писца давления воздуха в тормозной магистрали на рис. 2а).

В данном случае это было возможно потому, что машинист вместо заблаговременного снижения скорости постепенным (ступенчатым) служебным торможением поездным тормозом (снижением давления в ТМ), применил только локомотивный тормоз. Заслуживает внимания детальный анализ изменения давления в тормозной магистрали при проезде светофора на восьмом пикете 239-го километра. Верхний зубец падения давления в ТМ примерно на 0,5—0,7 атм с последующим его снижением по наклонной линии до нуля свидетельствует о следующем. Во-первых, давление воздуха в тормозной магистрали было не 5 атм, как указано в справке по результатам расшифровки, а только 3,8 атм. Во-вторых, давление в ТМ начало падать, когда локомотив был на расстоянии около 200 м от светофора, а вторая по ходу тележка 23-го вагона — на расстоянии 554 м. Место же схода (выжимания) этой тележки расположено на расстоянии 260 м от светофора. Локомотив во время схода уже проехал светофор и находился от него на расстоянии 94 м. Другими словами, падение давления в ТМ началось на расстоянии 294 м от места схода.

Машинист в объяснении неверно написал, что сначала произошел обрыв ТМ, и ему пришлось применить экстренное торможение поездным тормозом. Это опровергается указанным значительным опережением торможения по сравнению с моментом схода и характер записи падения давления в ТМ. Первый зубец падения давления в ТМ с 3,8 атм до 3,1 атм похож на начало падения давления при опробовании тормозов. Последующее падение давления в ТМ с 3,1 атм до нуля происходило не по вертикали, как при экстренном торможении, а по наклонной линии с постепенным снижением давления до нуля на протяжении 200 м. При экстренном торможении поездным тормозом писец вычерчивает вертикальную линию с горизонтальной линией внизу. Имеющаяся наклонная запись характерна для постепенного выхода воздуха при срабатывании автостопа с последующим экстренным торможением и разрывом ТМ после 24-го вагона (см. рис. 2).

Изложенный анализ показаний писцов ЭЖ, ЭЭ, ЭКЖ и давления в тормозной магистрали — достаточное доказательство того, что торможение произведено значительно раньше выжимания порожних вагонов со сдвигом колеи и свидетельствует о возможном возникновении сверхкритических сжимающих сил. Последнее подтвердили расчеты по упомянутой выше методике. Они помогли установить, что в момент схода задней тележки 23-го вагона групповое боковое воздействие ее колес на рельсы, направленное наружу кривой, составляло 11,63 тс. При этом боковое воздействие смежных тележек внутрь кривой достигало 9,65 тс. На прилегающем прямом участке групповое боковое воздействие колес тележки на рельсы, обусловленное продольной квазистатической силой сжатия поезда из-за его торможения, было равно 10,64 тс.

По нормам допускаемое боковое воздействие колес тележки [ΣH] на бесстыковой путь по условию предотвращения сдвига колеи под поездом определяется из условия

[ΣH]/2P ≤ 0,45. (1)

Значит, [ΣH]

[топ] 0,45 * 2Р

0,45 * 2 * 5,5 = 4,95 тс, т.е. фактическое воздействие превышало допускаемое (11,63 > 4,95) в 2,3 раза (5,5 тс — нагрузка на ось порожнего вагона).

По действующим нормам устойчивость против всползания гребней вагонных колес на рельс достигается при выполнении следующего условия:

Hб/Pд ≤ 0,86, (2)

где Pд и Hб — вертикальная и боковая силы, передаваемые от колеса на рельс.

Вертикальное давление от колеса порожнего вагона на наружный рельс в момент схода составляло Pд

[топ] 5,5 : 2

2,75 тс. Боковая сила от первого (набегающего) колеса тележки Hб

[топ] 11,63 * 0,5 - 5,5 * 0,3

4,16 тс, где 5,5 * 0,3 — сила трения колес первой оси по рельсам при поперечном перемещении. В результате расчетов по формуле (2) получается 4,16/2,75 = 1,51, что больше 0,86 на 76 %, т.е. выжимание 23-го вагона было неизбежным. Так доказали, что жесткое торможение поезда за 294 м до места схода явилось единственной причиной выжимания задней тележки наружу кривой. В дальнейшем события развивались следующим образом.

После схода задней тележки 23-го вагона резко увеличилось сопротивление свободному качению остальных 39-и вагонов, которые шли без торможения со скоростью 62 км/ч (см. скорость в момент начала разрядки ТМ). Поэтому были выжаты несколько вагонов после 23-го не только наружу, но и внутрь кривой тоже со сдвижкой колеи. О том, что крушение поезда № 2114 произошло из-за выжимания порожних вагонов в конце затяжного спуска свидетельствует также тот факт, что путь в месте схода не разрушило, а нагромождение сошедших вагонов случилось через 120 м после выжимания. На этих 120 м вагоны стояли на рельсах (см. рис. 3).


Прочность и техническое состояние пути на месте выжимания 23-го вагона отвечали всем требованиям: рельсы Р65 малоизношенные, пропущенный тоннаж 275 млн. т, шпалы практически новые, щебеночный балласт чистый, оценка по шаблону и уровню — отличная.

В материалах уголовного дела содержалось ошибочное предположение, что сопротивление рельсошпальной решетки сдвигу было недопустимо ослаблено вследствие неполной засыпки щебнем шпальных ящиков. По заказу Департамента пути и сооружений МПС ВНИИЖТ исследовал зависимость сопротивления пути сдвигу от полноты засыпки шпальных ящиков, плеча балластной призмы и сил трения по подошве шпал. Установлено, что при отсутствии поезда (когда путь не нагружен) это сопротивление при совсем свободных шпальных ящиках может снижаться: при железобетонных шпалах — на 35 %, при деревянных — на 42 %. Но под тележкой вагона резко возрастает сопротивление сил трения по подошве и соответственно уменьшается доля сопротивления балласта в шпальных ящиках (рис. 4). Так, под гружеными вагонами указанная доля не превышает 10 %, а под тележкой порожних вагонов — 15 %. На месте схода шпальные ящики были засыпаны как минимум на половину высоты шпалы. Плечо балластной призмы снаружи кривой в основном соответствовало нормам. Поэтому такая неполная засыпка на сопротивлении сдвигу сказалась мало (менее 10 %).


В адресной телеграмме записано: «...допущен сход по причине выброса пути вследствие производства работ по смене шпал, что привело к ослаблению устойчивости пути», а в акте служебного расследования: «Причиной крушения поезда № 2114 явилась сдвижка пути в результате грубейших нарушений технологии работ по смене шпал в период высоких температур».

ВНИИЖТ научно обосновал, что если колеса сходят с рельсов не в головной части поезда, а в средней или хвостовой части, то причиной схода не может быть температурный выброс рельсошпальной решетки, независимо от того, какие неисправности пути были на месте схода. Температурный выброс возможен только без поезда, перед поездом или после прохода поезда. Указанное обоснование было разослано на все дороги 28.02.89 (ЦПТ № 60) и 01.10.90 (ЦПТ № 60/2).

Сместить рельсошпальную решетку вбок (тем более вверх) под поездом продольным температурным силам в десятки раз труднее, чем перед поездом. Этот вывод справедлив и для мест с любыми неисправностями или ослаблениями пути, в том числе с разрыхленным балластом, незаполненными шпальными ящиками или с оголенными торцами шпал, неровностями (углами) в плане и т.п.

Если температурный выброс произошел впереди поезда, то, поскольку этот процесс длится доли секунды (0,2 с), непременно сходят с рельсов локомотив и головная часть поезда. В рассматриваемом примере с рельсов сошла задняя по ходу тележка 23-го порожнего вагона. Значит, вывод в адресной телеграмме ошибочный.

В акте служебного расследования вывод неверен потому, что причиной крушения явилась не сдвижка пути, а выжимание порожних вагонов (23-го и 24-го) сверхкритическими боковыми силами со сдвижкой рельсошпальной решетки под следующими вагонами. Ведь на сдвинутом пути стояли несошедшие накатившиеся вагоны второй половины поезда, а колеса выжатых вагонов некоторое время катились по шпалам и балласту. Поскольку сдвиг зафиксирован значительно раньше следов схода, то очевидно, что он произошел уже после схода задней тележки 23-го вагона (под следующими вагонами) из-за резкого увеличения сопротивления, созданного головной частью поезда движению накатывающейся незаторможенной (несошедшей) части поезда.

Пример 2. На перегоне Мга— Назия Октябрьской дороги 09.06.97 в начале подъема после спуска протяжением 800 м на прямом участке сошли с рельсов вторая по ходу тележка 41-го от головы порожнего полувагона и первая по ходу тележка 42-й порожней платформы. Всего в составе находилось 60 порожних вагонов (локомотив ВЛ10). На рис. 5 и 6 показаны ксерокопия скоростемерной ленты, положение поезда на продольном профиле в характерные моменты и положение сошедших с рельсов экипажей в плане. В материалах уголовного дела схемы, изображенной на рис. 5б, не было.


В результате осмотра пути на месте происшествия, осмотра побывавших в аварии тележек вагонов и анализа материалов служебного расследования было установлено, что в акте служебного расследования РБУ-1 неверно записано, что «Причиной допущенной аварии послужило наличие угла в плане в сочетании с просадкой в уравнительном пролете бесстыкового пути». Прочность пути там относится к разряду самой высокой в мире (рельсы Р65 с наработкой менее 70 % нормативной, эпюра шпал 1840 шт/км, чистый щебеночный балласт с полнопрофильной призмой). Общепринятая в технике оценка разовой прочности сравнением действующих максимальных напряжений в элементах верхнего строения пути под локомотивом при наибольшей допускаемой скорости 80 км/ч на прямой с пределом прочности (временным сопротивлением) показала, что запас прочности пути был почти десятикратный. К тому же в момент аварии скорость составляла не 80 км/ч и не 75 км/ч, как указано в объяснении машиниста и в справке по расшифровке скоростемерной ленты, а всего 48 км/ч. У локомотива ВЛ10 статическая осевая нагрузка в 4,5 раза больше, чем у сошедших порожних вагонов, а динамическая нагрузка еще выше из-за того, что вес необрессоренных масс у локомотива значительно выше, чем у вагонов. Если бы в месте схода оказалось недопустимо слабое место или сверхнормативные отклонения положения колеи в плане или профиле, то в этом месте сошел бы с рельсов локомотив, потому что воздействие его колес на рельсы в вертикальном и горизонтальном поперечном направлении во много раз больше, чем колес порожних вагонов при исправных тележках и отсутствии сверхнормативных квазистатических сил сжатия в поезде. С возникновением же в автосцепках таких сил горизонтальная поперечная сила H возрастает и под порожними вагонами отношение H/P может превысить нормативную величину, хотя абсолютное значение H под порожним вагоном при сверхкритическом отношении H/P может быть существенно ниже, чем под локомотивом или полногрузным вагоном. Другим словами, приведенное обоснование — убедительное и достаточное для случаев движения поезда в режиме тяги или выбега, т.е. когда отношение H/P определяется в основном весом необрессоренных масс вагонов.


Дополнительное обоснование полученного вывода заключается в том, что машинист электровоза ВЛ10 сошедшего поезда и машинисты прошедших ранее поездов не ощущали вертикальных и горизонтальных толчков. Поэтому предположение, что отступление в плане, оцененное вагоном-путеизмерителем 03.05.97 (за месяц до аварии) в 52 балла (это хорошее состояние) и просадки (24 балла) увеличились до сверхкритических размеров, не состоятельно. Если бы такие сверхнормативные отступления имелись, то их «выявил» бы своим сходом локомотив.

При движении поезда в режиме торможения, особенно только локомотивным тормозом в конце затяжного спуска, когда локомотив и часть поезда находятся уже на подъеме, отношение H/P зависит не только и не столько от массы экипажа, сколько от продольной квазистатической сжимающей силы в поезде. В этом случае, чем меньше масса экипажа (порожний вагон), тем вероятнее его сход из-за выжимания тележки или сдвига и распора колеи.

На рис. 5б показано положение поезда в следующие моменты:

начало резкого снижения скорости — IV — на скоростемерной ленте обозначено точкой 1 (см. рис. 5а), начало стабилизации скорости — III (см. точку 2), сход с рельсов колес 41-го и 42-го вагонов — II и остановка локомотива после схода с рельсов семнадцати вагонов — I (см. точку 3).

Машинист в своем объяснении написал: «Следуя со скоростью примерно 75 км/ч на 61 км ПК 7 сработали тормоза в поезде, я перевел ручку крана машиниста № 1395 в III положение, произошло снижение давления, я перевел ручку крана машиниста в V положение и поезд (локомотив) в 16.55 остановился на 61 км ПК 9». В выписке из расшифровки скоростемерной ленты, подписанной старшим» техником-расшифровщиком было написано: «При переходе из тормозного режима в режим тяги с 60 км скорость стабилизировалась до 75 км/ч. На 61 км ПК 6 произошло падение давления на ТМ на 0,2 кгс/см² с последующей постановкой ручки КМ в III положение, при котором произошло резкое падение давления в ТМ, после чего машинист поставил ручку КМ в V положение и произвел ступень
торможения 0,8 кгс/см². Тормозной путь составил 270 м».

Если верить этим записям, что скорость в момент начала падения давления в ТМ, т.е. в момент нахождения поезда в положении II, составляла 75 км/ч, то в момент нахождения поезда в положении IV (см. рис. 5б) скорость была 94 км/ч, так как на скоростемерной ленте четко видно, что в точке 1 (см. рис. 5а) скорость на 25 % больше, чем в точке 2. Поскольку скорость 94 км/ч на 14 км/ч, т.е. на 18 %, больше допускаемой (80 км/ч), то при проезде светофора (положение IV на рис. 5б соответствует проезду локомотивом мимо светофора) должен был сработать автостоп. Но этого не случилось. Значит, машинист своевременно нажимал рукоятку бдительности и начал тормозить локомотивным тормозом. Неопровержимым доказательством того, что машинист, начиная с положения поезда IV (см. рис. 5) до положения II тормозил только локомотивным тормозом является то, что при отсутствии падения давления в ТМ (не было торможения поездным тормозом) на 800-метровом (затяжном) сравнительно крутом (≈6 ‰) спуске (понижение уровня пути примерно на 5,5 м) скорость не увеличилась, а уменьшилась примерно на 25 %.

Далее. Когда весь состав длиной 840 м находился на спуске (см. положение III) скорость стабилизировалась, тогда как она должна была увеличиться. В момент схода с рельсов второй тележки 41-го вагона и первой тележки 42-го вагона продольная квазистатическая сила сжатия в автосцепке, соединяющей эти вагоны, по расчету составляла 42,7 тс. По действующим нормам ее допускаемое значение при скорости движения V ≥ 60 км/ч равно 50 тс, т.е. больше 42,7 тс. Однако фактическая скорость поезда в момент аварии (см. положение II на рис. 5б) не 75 км/ч, как указано в объяснении машиниста и в выписке, подписанной старшим техником-рас-шифровщиком, а примерно 48 км/ч (см. рис. 5а). При скорости менее 60 км/ч допускается продольная квазистатическая сила 40 тс, что меньше 42,7 тс. При этом сверхкритическое отношение Н/Р под смежными тележками 41-го и 42-го вагонов и явилось причиной одновременного схода с рельсов их тележек. Для окончательного обоснования такого вывода необходимо доказать, что одна из тележек в этих вагонах была «шальной».

Основная мера степени «шалости» тележки ξ — отношение разности износа гребня левого и правого колес колесной пары к среднему по обоим колесам прокату (износу) обода:


где Bл и Bп — толщина гребня левого и правого колес;

hл и hп — прокат (износ по среднему кругу катания) левого и правого колес.

По результатам комиссионного измерения в четвертой по ходу колесной паре 41-го вагона износ гребня у левого по ходу колеса больше на 31,6 - 29 = +2,6 мм, чем у правого при среднем прокате (износе) обода (0,4 + 1,1) : 2 = 0,75 мм. Поэтому ξ = 2,6/0,75 = +3,47.

В первой же по ходу колесной паре 42-го вагона разница износов гребней левого по ходу и правого колес равна 29,3 - 32,8 = -3,5 мм при среднем прокате (износе) обода (0,8 + 0) : 2 = =0,4 мм. Мера степени «шалости» у этой тележки ξ = -3,5/0,4 = -8,75.

Подробно о причинах, почему тележка становится «шальной», и о способах выявления таких тележек, изложено в упомянутой выше статье. Отметим лишь, что, как показали замеры, в рассматриваемом случае две из основных причин — сверхнормативные значения разности диаметров правого и левого колес и разности межчелюстных расстояний правой и левой боковин — исключаются. Остается единственная причина — повышенный эксцентриситет е упора хвостовика автосцепки. Это достаточное доказательство того, что авария поезда № 2434 произошла только из-за сверхнормативного отношения боковой силы Hб к вертикальной колесной нагрузке P. Вызвано оно было, во-первых, торможением длинного (870 м) порожнего поезда на затяжном спуске только локомотивным тормозом, и, во-вторых, самым неудачным сочетанием двух смежных «шальных» тележек. Вторая по ходу тележка 41-го вагона была прижата с повышенной силой к одному рельсу ξ = +3,47), а смежная (первая по ходу) тележка 42-го вагона — к другому рельсу (ξ = -8,75). О силе прижатия можно судить по степени «шалости» тележки ξ. На рис. 7 показано положение смежных тележек 41-го и 42-го вагонов при торможении в момент начала аварии.


К сожалению, до сих пор нет утвержденного норматива допускаемой степени «шалости» тележки, подсчитываемой по формуле (3). В ближайшее время такой норматив целесообразно принять. По нашей оценке, он должен составлять для первой степени «шалости» 3, для второй — 5 и для третьей — 8 и более. При ξ ≥ 8 вагон надо немедленно изымать из обращения. Жесткое торможение порожних грузовых поездов, особенно только локомотивным тормозом, помогает «шальной» тележке создавать аварийную ситуацию вследствие выжимания порожних вагонов (накатывания гребня на головку рельса), распора колеи с провалом колес или сдвига рельсошпальной решетки.

Опытно-конструкторское бюро «Интранс» создало прибор «Скоба СК-6», предназначенный для замеров проката бандажа и износа гребня колес, а также вертикального и бокового износа головки рельса. Такими скобами полезно оснастить все дистанции пути.


Перед выездом путейцев-обследователей (как правило, работников технического отдела дистанции пути) на место происшествия рекомендуется сделать часть сокращенного продольного профиля в измененном масштабе. При этом нужно поступать так.

1. Направление движения надо указать слева направо (см. рис. 2б и 5б) для облегчения последующего сопоставительного анализа скоростемерной ленты, где всегда записывается движение слева направо.

2. На нижней прямой линии необходимо нанести километраж и пикетаж в масштабе 1 км — 10 см или 1 пикет — 1 см. При этом счет километража не обязательно должен совпадать с направлением движения (см. рис. 2б). Выше (через 10 мм) нужно начертить план линии с указанием радиуса кривой, возвышения наружного рельса и положения ближайших к месту схода светофоров.

3. Далее, как показано на рис. 2б, следует нанести элементы профиля с указанием их протяжения и крутизны уклонов и 4—5 параллельных линий продольного профиля верха головки рельсов с промежутком 12—13 мм для последующего составления схемы (после приезда на место происшествия) положения поезда в момент завершения схода (линия I—I), в момент схода (линия II—II) и в характерные моменты перед сходом. При этом вертикальный масштаб уклонов полезно увеличить (см. рис. 2б) для наглядности роли гравитационных сил в формировании продольных сил в поезде и зависящих от них горизонтальных поперечных сил воздействия колес тележек на рельсы. Длина заготовки продольного профиля — 2—3 км до места схода и 1—2 км после.

4. В дистанции желательно снять 3—4 ксерокопии указанной заготовки с тем, чтобы после приезда на место происшествия можно было одновременно нескольким путейцам наносить схему положения поезда на продольном профиле в характерные моменты.

После прибытия на место схода (крушения или аварии) путейцам-обследователям рекомендуется сначала нанести на линии I—I заготовки продольного профиля (см. рис. 2б и 5б) схему положения поезда после завершения схода (V = 0). Для последующего расследования важно определить место, где остановился локомотив. Поэтому на линии I—I необходимо указать место остановки первой по ходу оси локомотива, как показано на рис. 2б и 5б. Если же к моменту приезда путейцев-обследователей локомотив и головная часть вагонов (которые не сошли с рельсов) уже убраны или передвинуты, то место остановки локомотива определяют так. На линии I—I (см. рис. 2б) наносят место нахождения первого (по ходу) оставленного вагона. Как правило, это первый по ходу вагон, у которого колеса одной или обеих тележек сошли с рельсов. По номеру вагона на трафарете по натурному листу устанавливают порядковый номер этого вагона от локомотива.

Зная количество и длину по осям автосцепок отцепленных вагонов и длину локомотива расчетом находят место остановки локомотива после завершения схода. Среднюю длину по осям автосцепки четырехосного вагона (платформы, полувагона) можно в среднем принимать равной 14 м, а длину одной секции локомотива (тепловоза, электровоза) — в среднем 17 м. На продольном профиле разрыв поезда между головной нерасцепленной частью и хвостовой нерас-цепленной частью можно обозначить пунктиром (линия I—I на рис. 5б). Более подробно расположение сошедших экипажей показывают в плане, как на рис. 3 и 6.

Размеры прямоугольников — вагонов — на схеме плана рекомендуется принять такие: ширина 10 мм, длина — 20 мм. Окошки таких размеров целесообразно вырезать в прозрачной пластинке из оргстекла или другого полимера, чтобы на месте происшествия легче было чертить схему. На каждом таком прямоугольнике записывают трафаретный номер вагона, по которому, используя натурный лист, устанавливают его порядковый номер от локомотива. Этот номер пишут в кружке (см. рис. 3 и 6). Писать тип вагона на схеме нет необходимости потому, что его можно узнать по первой цифре трафаретного номера.

После прибытия на место происшествия путейцам-обследователям полезно сразу же снять ксерокопию части скоростемерной ленты. К этой операции необходимо подключиться начальнику дистанции и другим руководителям-путейцам более высокого ранга, потому что четкая ксерокопия, сделанная сразу после изъятия ленты с локомотива, гарантирует от подчисток, подделок и подмена в последующем, что, по опыту экспертиз, случается и сильно запутывает расследование. Скоростемерная лента — объективный документ, позволяющий оценить предаварийную ситуацию.

Обычно на скоростемерных лентах запись трудно различима, особенно писцов локомотивных сигналов. Поэтому нельзя делать светлых ксерокопий, так как на них невозможно различить многие важные записи. Так, на рис. 5а показана ксерокопия, снятая с очень светлой ксерокопии подлинника ленты. Хотя она затемнена, многих показаний писцов на ней не видно. На рис. 2а показана ксерокопия скоростемерной ленты, на которой четкость записей была не лучше, чем на подлиннике ксерокопии, показанной на рис. 5а, но записи всех писцов скоростемера четко различимы. Кроме того, нужно снять еще ксерокопию натурного листа.

Графическое оформление положения поезда на продольном профиле в характерные моменты перед сходом и в момент схода делают так. После нанесения на линии I—I (см. рис. 2б и 5б) положения поезда в момент завершения схода чертят его положение на линии III—III в момент начала торможения (снижения давления в ТМ). При этом положение локомотива определяют посредством откладывания тормозного пути против движения от места остановки локомотива на линии I—I. Тормозной путь устанавливают по скоростемерной ленте (1 мм на скоростемерной ленте соответствует 200 м пройденного пути).

На линии II—II отмечают положение поезда в момент первого схода колес экипажа. Как правило, при аварии или крушении считают, что первым сошел с рельсов тот вагон, который по натурному листу следовал за последним не сошедшим с рельсов вагоном головной части поезда. Исключение бывает, когда одновременно сходят две тележки смежных вагонов. Место начала схода обычно определяют по следам колес на шпалах, скреплении и балласте, причем надо иметь в виду, что после схода первого вагона головной части поезда незаторможенная хвостовая часть вызывает большую продольную сжимающую силу в автосцепках между последующими после сошедшего вагонами, и могут быть новые сходы в середине поезда из-за выжимания вагонов или распора колеи (при костыльном скреплении). Поэтому определение места первичного схода — задача сложная. Однако, если тормозной путь больше, чем расстояние от места остановки локомотива после завершения схода до места его нахождения на линии II—II в момент схода, то это является неопровержимым доказательством, что торможение было применено раньше, чем произошел сход.

На линиях IV—IV и V—V целесообразно наносить положение поезда в моменты проезда светофоров или начала резкого снижения скорости. Если такое снижение происходило в момент, когда поезд находился на спуске, а давление в ТМ не уменьшалось, то следовательно, машинист применил локомотивный тормоз (рекуперацию, прямодействующий или реостатный), что не фиксируется на скоростемерной ленте. В каждой дистанции пути одного из работников техотдела нужно научить грамотно расшифровывать и анализировать локомотивные скоростемерные ленты.

При расследовании причин схода колес с рельсов необходимо помнить об общепринятых в мировой практике трех основных правилах.

1. Если сошел с рельсов локомотив или локомотив и головная часть поезда, то причину схода прежде всего надо искать в состоянии пути.

2. Если с рельсов сошли вагоны, тем более порожние, в средней или хвостовой части поезда, то причину нужно искать в режиме ведения поезда (сверхкритическое отношение H/P) или в неисправностях ходовых частей вагонов.

3. Если во время крушения или аварии в нагромождении сошедших экипажей обнаружены изломы рельсов, боковин и других деталей даже при наличии старых усталостных трещин или непроваров, то не следует безоговорочно принимать эти изломы в качестве причины крушения или аварии. Необходимо определить, почему могла возникнуть сверхкритическая сила, вызвавшая их. В большинстве случаев такие изломы — не причина, а следствие схода колес с рельсов.

akkirikov

Из представленных случаев схода экипажа поездов и анализа направления действия сил инерции при этих случаях схода я предлагаю обсудить конструктивные решения этой проблемы:
1. Создать возможность осевого смещения колесных пар относительно рамы тележки и смещение центра тяжести вагонов в противоположную сторону действия сил инерции.
2. Исключение рамной конструкции ходовой тележки и установка ходовой части непосредственно на раме вагонов.
3. Изменение конструкции ж.д. пути, например расположение шпал не поперек а вдоль рельсового пути и установку связей между шпалами вдоль и поперек пути.
По всем указанным направлениям мною проработаны конструктивным решения и подготовлены заявки на изобретения. Кириков Александр Константинович.

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin